煙氣脫硫脫硝技術課件

1、燃煤煙氣脫硫脫硝技術,1、煙氣脫硫技術,2、煙氣脫硝技術,3、聯(lián)合脫硫脫硝技術,一、煙氣脫硫技術FGD,Flue Gas Desulfurization,1、SO2的生成,煙氣中的硫以SO2為主 煙氣中SO3通常較少，0.55 過量空氣系數(shù)1.15，含硫量14%時，標準狀況下煙氣中SO2的含量約為3.14310g/m3,2、煙氣脫硫工藝的類型和主流工藝,脫硫反應物干濕狀態(tài) 濕法：石灰石石灰石膏濕法氦洗滌脫硫和海水洗滌脫硫 干法：爐內噴鈣、電子束輻照煙氣脫硫脫氮 半干法：噴霧干燥法、爐內噴鈣加尾部增濕活化法、煙氣循環(huán)流化床脫硫法,1）類型,脫硫產(chǎn)物處理方式 回收法 脫硫劑的再生使用。 流程較復雜

2、，運行難度較大，投資和運行費用均較高。 拋棄法 設備簡單，操作容易，投資及運行費用較低。 廢渣需要占用場地堆放，容易造成二次污染。 當煙氣中SO2濃度較低、脫硫產(chǎn)物無回收價值或投資有限，且大氣污染物排放控制嚴格時，多采用拋棄法,脫硫劑：鈣法（石灰石/石灰法）、氨法、鎂法、鈉法、堿鋁法、氧化銅/鋅法、活性炭法、磷銨法,凈化原理：吸收法、吸附法、催化氧化法、催化還原法,石灰石石膏濕法，80%以上 噴霧干燥法 爐內噴鈣加尾部增濕活化(LIFAC) 煙氣循環(huán)流化床法(CFDB) 電子束輻照煙氣脫硫脫氮凈化工藝 海水洗滌脫硫 氨洗滌,2）目前主要的脫硫工藝,FGD發(fā)展現(xiàn)狀,石灰/石灰石濕法工藝為主，占8

3、2% 噴霧干燥法，占11%，其余為氧化鎂法、氨法、CFB以及LIFAC 美國：石灰/石灰石濕法工藝，拋棄法占85%左右； 日本：石灰/石灰石濕法工藝，回收法占95%以上； 德國、瑞典、芬蘭等國，噴霧干燥法、LIFAC、CFB法應用較廣 中國：技術引進和自主開發(fā)?；菊莆?00MW以上的石灰石-石膏法，100-300MW容量的噴霧干燥法,4、脫硫劑的種類與性質,鈣基脫硫劑 鈣基脫硫劑主要是石灰石、石灰和消石灰，具有資源豐富，開采容易，價格相對低廉等特點。 (1)石灰石 石灰石的主要成分是CaCO3，石灰石在大自然中的儲量非常豐富。石灰石無毒、無害。在處置和使用過程中十分安全，是有效地吸收煙氣中S

4、O2的理想吸收劉，但石灰石不能有效地脫除SO3。石灰石做脫硫劑使用時，必須磨制成顆粒粉末，或者再制成漿液,主要類型：鈣基脫琉劑、氨基脫硫劑和鈉基脫硫劑，還有其他堿性物質、活性炭等,2)石灰 石灰的主要成分是CaO，自然界沒有天然的石灰資源。 氣脫硫使用的石灰都是將石灰石煅燒后而成的。 石灰的優(yōu)劣完全取決于燃燒過程中的質量控制，否則會混有大量的欠燒或過燒的雜質，影響脫硫效率和運行費用 由于煅燒過程是一吸熱反應，因此，要消耗一定量燃料，同則會產(chǎn)生SO2等有害氣體。 石灰有很強的吸濕性，遇水后會發(fā)生劇烈的水合反應，對人體皮膚、眼睛有強烈的燒灼和刺激作用，應采取措施防止在石灰的處理過程中產(chǎn)生的危害和對

5、環(huán)境的不良影響,石灰作為吸收劑，比石灰心具有更高的活性，其分子雖比石灰石幾乎小50，因此、單價質量酌脫硫效率比石灰石高約一倍，是一種高效的吸收SO2，同時也能吸收SO3的脫硫劑。 石灰容易吸收空氣中的水分。在儲運時應注意防潮。 石灰主要用在石灰一石膏濕法脫硫、噴霧干燥半干法脫疏和循環(huán)流化風煙氣脫硫工藝等,3)消石灰 消石灰是石灰加水經(jīng)消化反應后的生成物，主要成分是Ca(OH)2在消化過程中石灰粉化成約10um粒徑的粉末狀，作為吸收劑無須再經(jīng)過磨粉工藝。 Ca(OH)2的分子量比CaO大，即單位質量中Ca的含量比CaO少。 消石灰容易吸收空氣中的CO2，還原成活性低的CaCO3。 在溫度較低時具

6、有很高的與SO2及SO3反應活性，在脫除SO2的同時，幾乎能夠脫除煙氣中全部的SO3。 消石灰一般應用在旋轉噴霧干燥、爐內噴鈣加尾部增濕活化、煙氣循環(huán)流化床脫硫等工藝，也可作為管道噴射脫硫工藝的吸收劑,氨基脫硫劑 氨一般以氨水或液氨的形式作為脫硫的吸收劑，主要用于氨洗滌工藝和電子束輻照脫硫工藝。 氨基脫硫劑的活性很好，因此，在同樣條件下，用量要比其他脫硫劑少。 采用氨基脫硫劑的脫硫工藝的副產(chǎn)品為硫酸銨可用做農(nóng)用化肥。 氨成品的價格較高，來源受限，并存在氨的泄露會造成環(huán)境污染等問題,鈉基脫硫劑 用作脫硫劑的鈉基化合物包括Na2SO3，Na2CO3、NaHCO3等 應用于濕法洗滌煙氣脫硫工藝和用于

7、爐內噴射與管道噴射等工藝的脫硫吸收劑，脫硫效果好，并且兼有一定的脫氮作用。 鈉基脫硫劑可以再生，以循環(huán)利用。 使用鈉基脫硫劑的主要問題是脫硫劑的來源困難，價格相對較高；另外，脫硫產(chǎn)物中鈉鹽易溶于水，造成灰場水體的污染,活性炭吸附劑 活性炭是一種具有優(yōu)異吸附和解吸性能的含碳物質，具有穩(wěn)定的物理化學性能。 活性炭孔隙結構優(yōu)良，比表面積大，吸附其他物質的容量大，且具有催化作用，一方面能使被吸附的物質在其孔隙內積聚；另一方面又能夠在一定的條件下將其解吸出來，并保持碳及其基團的反應能力，使活性炭得到再生。 活性炭可單獨用來脫硫或脫氮(借助于氨)，或用來聯(lián)合脫硫脫氮，近年來已經(jīng)開始應用于火電廠的煙氣凈化,

8、其他脫硫吸收劑 某些脫硫工藝采用低廉的堿性物質(如火電廠排放的廢棄物)作為脫硫劑，比如，利用飛灰中的堿性物質(CaO，MgO)脫除SO2，當飛灰中的堿性物質的含量大于8時，可以取得比較有經(jīng)濟價值的脫硫效率(大于50)。 采用電廠沖灰水進行簡易煙氣脫硫。這類脫硫方法的脫硫效率較低，但具有以廢治廢的優(yōu)越性。 其他被采用的堿性物質還有：堿性硫酸鋁Al2(SO4)3Al2O3，某些金屬氧化物等,5、煙氣脫硫工藝的主要技術、經(jīng)濟和環(huán)境指標,1）煙氣脫硫效率,脫硫效率是考核煙氣脫硫設備運行狀況的重要指標，是計算SO2排放量的基本參數(shù)。 對于連續(xù)運行的脫硫設備，入口SO2的濃度是隨時間變化的，而且變化幅度有

9、時很大。某一監(jiān)測時段內設備的脫硫效率，應取整個時段內脫硫效率的平均值。 在計算脫硫效率時，只計入SO2的脫除率，而通常不考慮SO3的脫除率,2）鈣硫摩爾比(Ca/S) 理論上只要有一個鈣基吸收劑分子就可以吸收一個SO2分子，或者說，脫除1mol的硫需要1mol的鈣。 在實際反應設備中，反應的條件并不處于理想狀態(tài)，需要增加脫硫劑的量來保證吸收過程的進行。 鈣硫摩爾比表示達到一定脫硫效率時所需要鈣基吸收劑的過量程度，說明在用鈣基吸收劑脫硫時鈣的有效利用率。 一般用鈣與硫的摩爾比值表示，即CaS比，所需的CaS越高，鈣的利用率則越低,濕法脫硫工藝的反應是在氣相、液相和固相之間進行的，反應條件比較理想

10、，因此，在脫硫效率為90以上時，其鈣硫摩爾比略大于1，一般為1.11.2，最佳狀態(tài)可達1.0l1.02。 半干法在脫硫率為85時，鈣硫摩爾比為1.51.6。 干法在脫硫效率為70時鈣硫摩爾比可達22.5。 濕法脫硫上藝的脫硫劑利用率最高，達90以上，干法脫硫工藝最低，為30左右,3) 脫硫裝置的出力 工程上采用脫硫裝置在設計的脫硫率和鈣硫比下所能連續(xù)穩(wěn)定處理的煙氣量來表示其出力。 通常用折算到標準狀態(tài)下每小時處理的煙氣量，即采用m3h來表示,主要經(jīng)濟指標 1) 工程總投資和單位容量造價 2) 年運行費用 3）脫除每噸SO2的成本 4）售電電價增加,環(huán)境評估 脫硫系統(tǒng)可能產(chǎn)生的環(huán)境問題主要是廢水

11、和廢渣等。某些脫硫工藝在吸收劑制備過程中還產(chǎn)生噪聲和粉塵等。 1）廢水 幾乎所有的濕法脫硫工藝均會產(chǎn)生廢水 濕法脫硫產(chǎn)物的脫水和漿液槽罐等設備的沖洗水等廢水。 脫硫廢水的主要超標項目是pH值、COD、懸浮物及汞、銅、鎳、鋅、砷、氯、氟等 在整體工藝中需考慮相應的廢水處理措施。 2) 固體廢棄物 脫硫副產(chǎn)品采用拋棄堆放等處理方式 對堆放場的底部進行防滲處理，以防污染地下水 對表面進行固化處理，以防揚塵,1、濕法煙氣脫硫技術,煙氣與含有脫硫劑溶液接觸，發(fā)生脫硫反應，其脫硫生成物的生成和處理均在濕態(tài)下進行,優(yōu)點 氣液反應，脫硫速度快； 煤種適應性好 脫硫效率和脫硫劑利用率高，Ca/S1時，脫硫率可達

12、90 缺點 脫硫后煙氣溫度低（一般低于露點），需進行煙氣再熱 廢水二次污染,1）石灰石石膏濕法脫硫,鈣基濕法脫硫工藝(石灰石/石灰洗滌法) -是應用最廣、技術最為成熟且運行最為可靠的FGD工藝 回收法：通過強制氧化使CaSO3轉化為石膏CaSO4進行 回收 拋棄法,石灰石石膏脫硫基本原理 煙氣在吸收塔內同石灰石漿料進行反應，生成亞硫酸鈣，再用空氣強制氧化得到石膏，石膏經(jīng)過脫濕后作為副產(chǎn)品回收利用,五個組成部分 石灰石漿液制備 煙氣凈化再熱 吸收和氧化 石膏回收和儲備 污水處理,石灰石漿液洗滌脫硫系統(tǒng)工藝流程,化學反應機理,SO2、SO3和HCl的吸收,煙氣中的SO2和SO3溶于石灰石漿液的液滴

13、中，SO2被水吸收后生成亞硫酸，亞硫酸電離成H+和HSO3，一部分HSO3被煙氣中的氧氧化成H2SO4 ；SO3溶于水生成H2SO4 ；HCl也極容易溶于水,溶于漿液液滴中的SO2、SO3和HCl與漿液中的石灰石的反應，此步反應的關鍵是Ca2+的生成,2、與石灰石的反應,再進一步反應,在吸收塔下部是裝有攪拌反應器的再循環(huán)漿液池，向循環(huán)漿液中鼓入空氣，使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，同時將生成的CO2排出,3、氧化反應,由于漿液在反應器內有足夠的停留時間，可以促成硫酸鈣晶體CaSO4 2H2O的增長。漿液中所有殘余的HSO3被空氣氧化生成H2SO4后，再被漿液中的中和形成CaSO4 2H2O,4、 Ca

14、SO4晶體生成,吸收反應,氧化反應,化學反應方程式,中和反應,由于濕法脫硫工藝的全部化學反府均是在脫硫塔(包括下部漿池)中的噴淋洗滌過程中進行的，加上脫硫漿液的循環(huán)和強烈的攪拌，而且脫硫過程的反應溫度均低于露點，溫度適中，具有氣、液、固三相反應的特點，并有足夠的停留時間，因此，脫硫反應速度快，脫硫效率高，鈣的利用率高。在CaS略大于1時，脫硫效率可達如90以上。 該工藝易于大型化，適合于大型電站鍋爐的煙氣脫硫。 由脫硫過程的反應溫度均低于露點即均在濕態(tài)下進行，所以，鍋爐來的煙氣一般需要冷卻降溫，脫硫后的煙氣需經(jīng)再加熱后才能從煙囪排出，否則將會造成下游設備的腐蝕和影響煙氣抬升高度。 有廢水處理問

15、題,化學反應的特點,石灰石石膏脫硫系統(tǒng)主要由以下各子系統(tǒng)組成： 石灰石漿液制備系統(tǒng) 煙氣輸送和熱交換系統(tǒng) SO2吸收系統(tǒng)(包括漿液循環(huán)及氧化) 石膏處理系統(tǒng) 廢水處理系統(tǒng),石灰石石膏脫硫系統(tǒng)的組成,2）氨法AMASOX工藝,以氨水或液氨的形式用于氨式濕法和電子束氨法脫硫工藝,氨亞銨法,氨硫氨法,氨法工藝特點 活性高，脫硫率高，對煙氣條件變化的適應性強 脫硫產(chǎn)物為0.20.6mm的硫酸銨晶體，可作農(nóng)用肥料 不產(chǎn)生廢水、廢渣，能耗低 氨的價格高，且氨氣有毒，會引起環(huán)境問題,3）鈉法,鈉堿吸收法 鈉基堿性化合物（NaOH、Na2CO3、 NaHCO3 ）對SO2親和力超過鈣基脫硫劑。 Na2SO3和

16、NaHSO3適于吸收和再生循環(huán)，并且不產(chǎn)生固體殘渣，避免結垢和堵塞。 亞鈉循環(huán)法 利用Na2SO3溶液的吸收和再生循環(huán)過程脫除SO2的技術,吸收反應,加熱再生反應,亞鈉循環(huán)工藝特點 循環(huán)吸收液無腐蝕性 吸收劑再生和脫硫渣的沉淀在吸收塔外進行，減少塔內結垢 系統(tǒng)相對復雜，運行費用高 再生費用較高,4）海水脫硫法,天然海水中含有大量可溶性鹽（主要為氯化鈉和硫酸鹽），且海水通常呈堿性，具有吸收SO2的能力。 系統(tǒng)包括：煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)（曝氣池）。 典型工藝：挪威ABB的FlaktHydro和Bechtel工藝 1998年，深圳西部電廠引進FlaktHydro工藝 特點 工藝簡單，

17、投資和運行費用低 無需廢物和廢水處理系統(tǒng) 研究表明，硫酸鹽對海洋環(huán)境影響小,2、干法/半干法煙氣脫硫技術,脫硫產(chǎn)物為干態(tài)。 -脫硫劑 -干態(tài)：爐內噴鈣法；CFB煙氣脫硫法；干式催化脫硫 -濕態(tài)：噴霧干燥法；爐內噴鈣尾部增濕法（LIFAC） -特點 -脫硫過程以干態(tài)為主 -煙氣溫度降低較少，無需除霧和再熱,優(yōu)點 投資費用低 設備不易腐蝕、結垢和堵塞 耗能低 缺點 脫硫劑利用率,1）噴霧干燥法脫硫技術,基本原理 將脫硫劑漿液在吸收塔內進行霧化，然后與煙氣中SO2反應，同時發(fā)生傳熱反應，使霧化液滴不斷蒸發(fā)干燥，最后脫硫產(chǎn)物以干態(tài)沉在塔底或隨煙氣離開。 工藝流程：脫硫劑漿液制備、漿液霧化、SO2吸收和

18、液滴的干燥、灰渣再循環(huán)和捕集,2）爐內噴鈣尾部增濕技術LIFAC,基本原理 保留爐內噴鈣的脫硫系統(tǒng)，在尾部煙道增設一個獨立的活化反應器，將爐內未反應完的CaO通過霧化水進行活化后再次脫出煙氣中的SO2,增濕脫硫反應,3）煙氣循環(huán)流化床脫硫技術,基本原理 以流化床為原理，通過物料在反應塔內的內循環(huán)和高倍率的外循環(huán)，形成含固量很高的煙氣流化床，從而強化脫硫劑和氣體之間的接觸與傳熱傳質，延長脫硫劑停留時間，提高脫硫劑的利用率和脫硫效率。 Ca/S為1.11.5時，系統(tǒng)脫硫率90%，與石灰石石膏法相當,4）干法催化煙氣脫硫技術,基本原理 在催化劑作用下，通過將煙氣中SO2氧化為SO3，從而回收硫酸或還

19、原為H2S，通過克勞斯法回收流的工藝。 催化氧化、催化還原法,催化氧化法,催化還原法,煙氣脫氮是用反應吸收劑與煙氣接觸，以除去或減少煙氣中的NOx的工藝過程，亦稱為煙氣脫硝。 無論從技術的難度、系統(tǒng)的復雜程度，還是投資和運行維護費用等方面，煙氣脫氮均遠遠高于煙氣脫硫，使煙氣脫氮技術在燃煤電站鍋護煙氣凈化上的應用和推廣受到很大的影響和限制，加之世界各國對NOx的排放限制尚不如對SO2的排放限制得那么嚴格，因此，目前煙氣脫氮裝置在火電廠的應用也少得多，技術和裝置也欠成熟，設備投資和運行費用居高不下。 目前，已經(jīng)研制和開發(fā)的煙氣脫氮工藝有50余種，大致可歸納為干法煙氣脫氮和濕法煙氣脫氮兩大類,2、

20、煙氣脫硝（氮）技術,特征：用氣態(tài)反應劑使煙氣中的NOx還原為N2和H2O。 主要有選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法和選擇性無催化還原法，其中選擇性催化還原法被采用的較多。其他干法脫氮技術還有氧化銅法、活性炭法等。 特點：反應物質是干態(tài)，多數(shù)工藝需要采用催化劑，并要求在較高溫度下進行。該類煙氣處理工藝不會引起煙氣溫度的顯著下降，無須煙氣再加熱系統(tǒng),干法煙氣脫氮技術,1）選擇性催化還原法(SCR法,用氨(NH3)作為還原劑，在催化劑的存在下將煙氣中的NOx還原成N2，脫氮率可達90以上 根據(jù)所采用的催化劑的不同，其適宜的反應溫度范圍也不同，一般為300340。由于所采用的還原劑NH3只與煙氣中

21、的NOx發(fā)生反應，而一般不與煙氣中的氧發(fā)生反應，所以，將這類有選擇性的化學反應稱為選擇性催化還原法,基本原理 又稱噴氨法，向爐膛噴氨基還原劑（氨或尿素等），在一定條件下將NOx轉化為N2和H2O，降低NOx的排放,氨法,尿素法,用甲烷CH4、CO或H2等作為還原劑，在煙溫550800范圍內及催化劑的作用下，將NOx還原成N2。 但是這類還原劑除了與煙氣中的NOx反應以外，還與煙氣中的殘余氧反應，生成水或二氧化碳，因此，還原劑的消耗量比選樣性催化還原法高出45倍。另外，該反應要放出熱量使煙氣溫度上升。 這兩種還原NOx的方法均以催化反應為主要特征，因此，都需要在煙道的合適位置設置催化反應器，系統(tǒng)

22、比較復雜,2）非選擇性催化還原法(NSCR法,在不采用催化劑的條件下，將氨作為還原劑還原NOx的反應只能在9501100這一溫度范圍內進行，因此，需將氨氣噴射注入爐膛出口區(qū)域相應溫度范圍內的煙氣中，將NOx還原為N2利H2O。也稱為高溫非催化還原法或爐膛噴氨脫氮法。 如果加入添加劑(比如氫)，可以擴大其反應溫度的范圍。當以尿素(H4N2CO)為還原劑時，脫氮效果與氨相當，但其運輸和使用比NH3安全方便。 但是采用尿素作還原劑時，可能會有N2O生成,3）選擇性非催化還原法(SNCR法,這類脫氮方法的脫氮效率為4060，而且對反應所處的溫度范圍很敏感，高于1100時，NH3會與O2反應生成NO，反

23、而造成NOx的排放量增加；低于700，則反應速率下降，會造成未反應的氨氣隨煙氣進入下游煙道，這部分氨氣會與煙氣中的SO2發(fā)生反應生成硫酸銨。在較高溫度下，硫酸銨呈酸性，很容易造成空氣預熱器的堵塞并存在腐蝕現(xiàn)象，另外，也使排入大氣中的氨量顯著增加，造成環(huán)境污染。 為了適應電站鍋爐的負荷變化而造成爐膛內煙氣溫度的變化，需要在爐膛上部沿高度開設多層氨氣噴射口，以使氨氣在不同的負荷工況下均能噴入所要求的溫度范圍的煙氣中。 該法的主要特點是無需采用催化反應器，系統(tǒng)簡單,催化劑一般使用TiO2為載體的V2O5/WO3及MoO3等金屬氧化物。 載體：TiO2 、活性炭或沸石等多孔介質。 布置位置：除塵器前、

24、除塵器后 發(fā)展方向 改善反應器的反應條件：控制NH3濃度與泄漏 完善催化劑性能 尋找中低溫工況下具有高活性的催化劑,選擇性催化還原NOx工藝,目前，已經(jīng)在火力發(fā)電廠采用的煙氣脫氮技術主要是前述的三種干法脫氮技術，其中采用最多的主流工藝是選擇性催化還原法。該法脫氮效率高，無需排水處理，無副產(chǎn)品，但脫氮裝置的運行成本很高，系統(tǒng)復雜，煙氣側的阻力會增加,化學反應原理,以上各個反應均需在催化條件下才能達到所要求的反應速度,2）選擇性催化還原法的系統(tǒng)組成和布置,主要由催化反應器、催化組件和氨儲存及噴射系統(tǒng)組成。 當采用不同的催化劑來催化NH3和NOx的還原反應時，其適應的反應溫度范圍也不同。在應用于電站

25、鍋爐時，為了適應化學反應的最佳煙溫范圍，催化反應器需布置在鍋爐尾部的不同位置,NOx選擇性催化還原反應器,A、 350的溫度區(qū)間（省煤器出口和空氣預熱器進口之間,這一布置方案的溫度范圍適合于多數(shù)催化劑的反應溫度，因此，被采用得較為廣泛。 主要問題：存在煙氣中的飛灰對催比劑的污染、腐蝕、磨損和堵塞，需要選擇高活性的催化劑，合理布置催化元件，減輕腐蝕和磨損。 另一個問題是煙氣中SO2的存在對脫氮設備的運行所產(chǎn)生的不利影響。 省煤器出口煙氣中的SO2的濃度，對選擇性催化還原工藝的運行存在一個溫度下限，在這一溫度以下，氨與煙氣中的SO2將形成酸性硫酸銨、這一反應產(chǎn)物會對催化劑造成堵塞，使其失效。 這一

26、溫度下限隨采用的催化劑的不同而不同，采用鉑作為催化劑時，溫度下限為225250，采用銅、鉻等催化劑時為350以下,在這種布置方式下，脫氮裝置的催化劑基本是在無塵、無SO2的干凈煙氣條件下工作，可以防止催化劑的中毒和避免催化反應器的堵塞、腐蝕，基本不存在催化劑的污染和失效，催化劑的工作壽命可以大大增加。 但是，由于脫硫后的煙氣溫度僅為50左右，因此，在煙氣進入脫氮催化反應器之的必須采取利用外來熱源加熱煙氣的方法，將煙溫提升到所需的反應溫度。顯然，這將使系統(tǒng)更加復雜，并影響系統(tǒng)的綜合效率,B、布置在煙氣脫硫裝置后,3)催化劑和催化反應器的形式,選擇性催化還原法使用的催化劑是用Al2O3，或鈦作為載

27、體，通常制成板狀、蜂窩狀的催化元件，在其表面上沉積鉑、鈀、銠等貴重金屬(約占催化元件總質量的0.5)，再將催化元件制成催化劑組件，組件排列在催化反應器的框架內，構成催化劑層。 銅、釩、鉻、錳、鋅、鐵、鈰等金屬氧化物也可作為催化劑，這類催化劑的反應溫度為300400，但活性比鉑、鈀、銠等貴重金屬低。 催化劑還可以制成顆粒狀等，以顆粒固定床形式充填在催化反應容器中使用。 活性炭也可作為催化劑，其所需的反應溫度為100150。采用活性炭時，需預失對煙氣進行嚴格的除塵和脫硫。 如上所述，當煙氣中存在飛灰、二氧化硫等物質時，會使催化劑受到污染而失效，導致脫氮效率下降。在干凈煙氣的條件下，催化劑的工作壽命

28、可達35年,由于鍋爐排煙中的NOx主要是NO，而NO極難溶干水，所以，采用濕法脫除煙氣中的NOx時，不能像脫除SO2那樣采用簡單的直接洗滌方法進行吸收，必須先將NO氧化為NO2，然后再用水或其他吸收劑進行吸收脫除，因此，濕法脫氮的工藝過程要比濕法脫硫復雜得多。 濕法脫氮的工藝過程包括氧化和吸收，并反應生成可以利用或無害的物質，因此，必須設置煙氣氧化、洗滌和吸收裝置，工藝系統(tǒng)比較復雜。濕法脫氮大多具有同時脫硫的效果。 濕法的主要特點是，脫氮反應的局部或全部過程在濕態(tài)下進行，需使煙氣增濕、降溫，因此，一般需將脫氮后的煙氣除濕和再加熱后經(jīng)煙囪排放至大氣。主要有氣相氧化液相吸收法、液相氧化吸收法等,濕

29、法煙氣脫氮技術,1、氣相氧化液相吸收法,向煙氣中加入強氧化劑(ClO2、O2等)，將NO氧化成容易被吸收的NO2和N2O5等，然后用吸收劑(堿、水或酸等液態(tài)吸收劑)吸收，脫氮效率可達90以上,2、液相氧化吸收法,用KMnO4-KOH溶液洗滌煙氣。KMnO4將NO氧化成易被KOH吸收的組分，生成KNO3和MnO2沉淀，MnO2沉淀經(jīng)再生處理，生成KMnO4重復使用。 濕法脫氮的效率雖然很高但系統(tǒng)復雜，氧化和吸收劑費用較高，而且用水量大，并會產(chǎn)生水的污染問題，因此，在燃煤鍋爐上很少采用,3、煙氣同時脫硫脫硝技術,煙氣聯(lián)合脫硫、脫氮是近年來國內外競相研制和開發(fā)的新型煙氣凈化工藝，它的技術和經(jīng)濟性明顯

30、優(yōu)于單獨脫硫和單獨脫氮技術，因此，是一種更有發(fā)展前途和推廣價值的新一代煙氣凈化技術。 聯(lián)合脫硫、脫氮技術仍處于試驗研究或工業(yè)裝置示范階段，世界上只有很少的聯(lián)合脫硫、脫氮裝置投入商業(yè)化運行， 工藝系統(tǒng)復雜和運行費用昂貴。在環(huán)保標準僅要求煙氣脫硫的狀況下，通常這種聯(lián)合脫除工藝與常規(guī)單一脫除工藝相比沒有競爭力，但是，當火電廠煙氣SO2NOx排放立法均要求更嚴格時，聯(lián)合脫硫、脫氮工藝的技術和經(jīng)濟優(yōu)勢將相當顯著。 目前，大部分聯(lián)合脫疏、脫氮技術是在工藝流程上將脫硫和脫氮這兩種工藝串聯(lián)起來，是在不同的反應器中分別實現(xiàn)脫硫和脫氮過程，所以，并非本質上的聯(lián)合脫硫、脫氮工藝,分類 煙氣脫硫、脫硝工藝的結合，在同

31、一反應器內聯(lián)合脫除煙氣中SO2NOx的工藝。比如，電子束煙氣輻照脫硫、脫氮工藝。 ； 特定條件下，吸收劑（含吸附劑）實現(xiàn)同時脫硫脫硝； 將SO2和NOx進行氧化或生成螯合物，再同時脫除,一、電子束輻照氨法煙氣脫硫、脫氮工藝,核心電子束法、脈沖電暈法。 這類技術基于物理和化學相結合的原理，在煙氣中同時脫硫、脫氮，兩種方法進行煙氣脫硫、脫氮的原理是相同的。 脈沖電暈放電技術是利用脈沖放電在極間產(chǎn)生活化電子，而電子束技術是利用電子加速器來產(chǎn)生高能電子。目前，已經(jīng)達到工業(yè)示范階段的主要是電子束輻照氨法煙氣脫硫、脫氮工藝。 電子束輻照氨法煙氣脫硫、脫氮技術的初投資和運行費用均較高，但仍低于石灰石石膏濕法

32、煙氣脫硫，如果考慮聯(lián)合脫硫、脫氮的效果以及產(chǎn)品的價值，其經(jīng)濟性還是比較好的,電子束輻照氨法煙氣脫疏、脫氮技術是一種無排水型干式排煙處理技術，始于20世紀70年代。 該技術通過向鍋爐排煙照射電子束和噴人氨氣，能夠同時除去排煙中含有的硫氧化物(SO2)、氮氧比物(NOx)，可分別達到90和80的脫除效率。 能直接回收有用的氮肥(硫酸銨及硝酸銨混合物)，無二次污染產(chǎn)生,1、電子束輻照氨法煙氣脫硫、脫氮工藝流程,組成： 煙氣預除塵 煙氣加濕冷卻 噴氨 電子束照射 副產(chǎn)品收集 副產(chǎn)品處置,電子束輻照煙氣示意圖,2、電子束輻照氨法煙氣脫硫、脫氮的反應機理,煙氣在電子加速器產(chǎn)生的電子束輻照下將呈現(xiàn)非平衡等離

33、子體狀態(tài)，煙氣中的H2O和O2被裂解成強氧化性的過氧化物(HO，HO2)和原子態(tài)氧(O)等活性自由基 SO2及NOx在這些自由基的作用下，在極短的時間內被氧化，并與水生成中間產(chǎn)物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3) 硫酸與硝酸和共存的氨進行中和反應，生成粉狀微粒，即硫酸銨(NH4)2SO4，和硝酸銨(NH4NO3)的混合粉體,A、自由基(或稱活性基團)的生成,煤等燃料的燃燒產(chǎn)物由氮(N2)，氧(O2)，水蒸氣(H2O)，二氧化碳(CO2)等主要成分及SO2，NOx等有害氣體組成。當電子束照射煙氣時，被加速的電子與煙氣中N2、O2、H2O等分子碰撞，這些分子獲得電子的能量、生成氧化反應力極強的活

34、性自由基團(OH基，O原子，HO2基)； 其反應式為,B、SO2及NOx的氧化,煙氣中的SO2和NOx與電子束照射生成的OH基、O原子、HO2基在極短的時間內進行氧化反應，并與水化合分別生成為硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。 其反應式為,C、硫酸銨和硝酸銨的生成,前一階段生成的硫酸、硝酸與電子束照射以前充入的氣態(tài)氨(NH3)進行中和反應，分別生成硫酸銨(NH4)2SO4和硝酸銨(NH4NO3)的粉體微粒,3、電子束輻照氨法煙氣脫硫、脫氨技術的特點,能夠實現(xiàn)在一套煙氣處理裝置內同時進行脫硫、脫硝過程，并且反應迅速，脫除效率高，適合處理高濃度SO2和NOx的煙氣，對煙氣條件的變化和鍋爐負荷變

35、動的適應性較強。 電子束輻照煙氣凈化是干式處理工藝，不需要排水處理裝置，不存在腐蝕問題。 所產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以直接作為化肥使用，不產(chǎn)生廢棄物。 廠用電率高，對于大型火電機組，煙氣凈化裝置運行的電力消耗大致為機組發(fā)電功率的2.5左右。 電子束裝置運行時需采取防護措施，以防止對人體造成損害,二、活性炭聯(lián)合脫硫、脫氮技術,活性炭具有優(yōu)異吸附和解吸性能的含碳物質，具有穩(wěn)定的物理化學性能。 活性炭孔隙結構優(yōu)良，比表面積大，吸附其他物質的容量大，且具有催化作用，一方面能使被吸附的物質在其孔隙內積聚；另一方面又能夠在一定的條件下將其解吸出來，并保持碳及其基團的反應能力，使活性炭得到再生。 活性炭可單獨用來脫硫或脫氮(借助于氨)，或用來聯(lián)合脫硫脫氮，近年來已經(jīng)開始應用于火電廠的煙氣凈化。在活性炭法聯(lián)合脫硫、脫氮工藝中，SO2的脫除率可以達到98%左右，NOx的脫除率在80%左右,活性炭聯(lián)合脫硫、脫氮的工藝原理,活性炭聯(lián)合脫硫、脫氮工藝主要由吸附、解吸與硫回收三部分組成。 由于活性炭可以直接吸收煙氣中的SO2，而脫除煙氣中的NOx則需要噴氨，氨對SO2同樣也有脫除作用，因此，SO2脫除反應需在噴氨脫除NOx之前，以減少氨的消耗。所以，吸