摘要:锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术的研究在近几年的燃煤行业成了重点研究项目,本文着眼于燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术问题展开探讨,笔者结合个人的一些实践工作经验提出几点思考,希望参阅者提出修改意见。
关键词:燃煤工业;锅炉烟气湿法;脱硫脱硝技术
中国是目前世界上最大的煤炭产业国及消费国,它在我国的能源结构依然占据比较大的比例。这么多年以来,在我国一次性消费能源占比中煤炭占比达到了75个百分点以上,目前估计在未来的十年时间里,煤炭的消耗量仍然能够占到70个百分点以上。可以预见在以后很长的一段时间内,我国以煤作为主要供应能源的格局依然不会改变,而作为煤炭燃烧后产生的粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染因子依旧是我们国家大气污染的主要污染因子。
针对燃煤锅炉生产产生的气体针对其烟气中的各污染因子,需有针对性的采取环保设备加以处理:针对烟气中的的粉尘主要采用经典除尘器或布袋除尘器加以处理,针对烟气中的二氧化硫则主要采用烟气脱硫的方式加以去除,而氮氧化物的处理现主要的处理方式则是选择性催化还原法或选择性非催化还原法。以上各种方法均具有各自的处理特点和缺点,而本文主要是结合笔者的工作经验力图探索一种可以协同处理烟气中氮氧化物和二氧化硫的技术方法,从而简化处理工艺和设备。
一、电子束照射法(EBA法)
1.EBA技术运用
EBA的技术运用机理是电子束,该技术电子能量一般也都在800keV--1000keV之间,以电子束的照射让SO2和NOx二者进行反应,最后反应生成硫铵和硝铵,此项技术在脱硫脱胺工作流程当中作用很大,而且他的发展前景也很广阔。
反应过程中,高能等离子体可以将SO2和NOx氧化,同时又能够在很短的时间内发生反应生成硫酸和硝酸,之后工作人员就可以依照酸的浓度加入氨,最终生成硫酸铵与硝酸铵的细颗粒,然后这些粉粒就会途经捕集器进行回收用作化肥,在此环节当中,净化体会途经烟囱排到大气中去。具体地,该技术的作用机理安排如下:
①自由基的产生:N2/O2/H2O+e-→OH3/O3/HO32/N3
②SO2氧化为H2SO4:SO2+O3→SO3+H2O→H2SO4
③NOx氧化为硝酸:NO+O3→NO2+OH3→HNO3;NO+HO32→NO2+OH3→HNO3;NO2+OH3→HNO3;
④酸与氨发生化学反应:H2SO4+2HN3→(NH4)2SO4;HNO3+NH3→NH4NO3
2.EBA技术特点
采用EBA脱硫脱硝技术的优点就在于,它所产生的废弃物比较少,而且生产成本也比较低,同时它的脱硫率能够高达95%以上,脱硝率高达85%,也是当下市场上最具发展前景的脱硫脱硝技术中的一个。此外,EBA技术的特点主要包括,它能够同时实现SO2与NOx的同时净化,且操作流程也很简单,可以很好的适应各种类型的含硫量以及含硝量的烟气,在这同时,在实际化学反应过程当中,其产生的物质硫铵和硝铵也可以作为农业肥料。
脱硫脱硝技术流程:工业烟气除尘之后,排进冷却塔,然后再用喷雾水对其进行冷却直至60-70℃,之后由烟气排到反应器中,再加进去比较适量的氮气,此后,通过一系列高能的电子光束的照射,让烟气中水蒸气和氮气以及氧气等一些物质进行反应辐射反应最终生成活性物质,然后再把SO2和NOx使之氧化发生行成高价硫氧化物和氮氧化物,臭氧和二氧化氮能够在水蒸气的作用下产生雾状的硫酸和硝酸,此后则可以和氨发生反应产生硫铵以及硝铵并用于农业肥料,最后历经净化过的烟气可以直接排入到空气中。
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3.EBA技术问题
(1)相关系统设备的安全性不高
电子束脱硫脱硝使用的设备安全性和可靠性都不高或者没有保障。
(2)副产品的收集存在不足
由于(NH4)2SO4与NH4NO3生成的颗粒比较小,因此极其容易由收集器上逃逸,这个时候,它的吸湿性就会使收集的难度加大。
(3)氨气进入的时候会很容易出现氨气泄露的问题,同时氨气压缩机也比较容易导致氨的冷凝和氨系统的泄露问题的发生。
二、脉冲电晕等离子法(PPCP法)
1.PPCP技术运用
脉冲电晕等离子法的技术原理和EBA技术比较接近,唯一的差异就是EBA技术所采用的是阴极电子发射和外场加速产生电子能量,但PPCP技术则是运用高压电源电晕的作用进行放电,相较来说,这种方法的成本会更低一些。此外,该技术的发展是在电子束的基础上形成的,通过脉冲高压电源在放电时产生等离子体,同时采用脉冲电场的加速使得高能电子(1-20eV)处于一种非平衡的状态,进而产生足够量的活性粒子,另外,对于驱动粒子的能量利用率比较高,同时在通过较低能耗又可以行之有效的进行脱硫和脱硝工作。具体地工作流程包括:
(1)烟气能在高压放电的条件下产生等离子体,而且其中包含大量的电子、离子以及粒子和自由基,其中激发态粒子的能量比较高,并且在通过一些高能电子和离子以及一些有害分子的健能碰撞,往往都可以使得气体分子进行转化行成固体颗粒以及单原子的分子,在这同时还能产生大量具备强氧化性的自由基,最终由自由基以及各种类型的活性粒子经过化学反应行成有害气体的转化:O2+e3→2O+e;H2O+e3→H+OH+e;O2+O→O3;
(2)在电晕放电时也会将SO2和NO分子激活,之后再经过活性分子及自由基的反应最终生成酸雾,同时和水反应会行成酸:
SO2+O→SO3;SO3+H2O→H2SO4;HSO3+OH→H2SO4;NO+O→NO2;NO2+OH→HNO3;
(3)加进氨然后使其生成铵盐,然后途经手动装置最终进入到电除尘器并且最终收集完成烟气的净化:2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4;NH3+HNO3→NH4NO3;
2.PPCP技术特点
该技术可以在单一的化学发生过程中使脱硫脱硝同时发生,在其过程中高能电子介由脉冲高压放电最终生成,不仅技术成本低,而且又能够同时完成废旧物质的收集,优点在于设备单一且操作简单,与EBA技术相比较其操作成本要低出50%。烟气净化时的脱硝脱硫耗能相对而言会低很多,而且又不会产生二次污染,同时脉冲放电的时候也仅针对电子进行加速,可以使能量节约,并且还不会影响到设备的正常运行,所以它的应用范围是比较广泛的。
结语:当下,文中提及的两种脱硫脱硝技术在实际工作中应用比较常见,而且应用范围也比较广泛,当然,其工作的过程中也仍然存在各种问题和不足,丞待我们展开更进一步地研究,最终为其环境的改善做出对应的贡献。
参考文献:
[1]柏源.李忠华.薛建明等.烟气同时脱硫脱硝体化技术研究[J].电力科技与环保,2010(03):56.
[2]韩颖慧.基于多元复合活性吸收剂的烟气CFB同时脱硫脱硝研究[D].保定:华北电力大学,2012.
[3]王雪涛.王沛迪.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势[J].能源与节能.2014.08(20):11-15
论文作者:张锦海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签:烟气论文; 技术论文; 电子束论文; 脉冲论文; 氧化物论文; 电晕论文; 电子论文; 《基层建设》2019年第19期论文;