催化法煙氣脫硫脫硝的研究進(jìn)展ppt課件

1、L/O/G/O催化法煙氣脫硫脫硝的研討進(jìn)展催化法煙氣脫硫脫硝的研討進(jìn)展 主要內(nèi)容主要內(nèi)容研討意義研討意義研討現(xiàn)狀研討現(xiàn)狀催化脫除法催化脫除法Chapter one ChaptertwoChapterthreeChapterfour研討意義研討意義研討現(xiàn)狀研討現(xiàn)狀催化催化脫除法脫除法展望展望一、研討意義一、研討意義 煤碳是我國(guó)的主要能源。目前, 燃煤能量占能源總量的75%以上。煤炭的產(chǎn)量及耗費(fèi)逐年上升。 燃煤煙氣中的SO2和NOx 是呵斥大氣污染的主要緣由，突出表現(xiàn)為 “酸雨、“光化霧等。 煙道氣中SO2、NOx往往同時(shí)存在，結(jié)合脫硫脫硝技術(shù)成為煙氣治理的開(kāi)展方向?？梢詽M足更高的環(huán)保要求，防止二

2、次投資。研討意義研討意義 “十一五 ：2019 年全國(guó)SO2排放總量要比“十五 期末降低10%, 并要求已建和新建火電機(jī)組把脫硫脫硝系統(tǒng)列入規(guī)劃；“十二五 ：NOX總量排放減10%； 10年環(huán)境維護(hù)部：公布了； 國(guó)家科技部：已將煙氣同步脫硫脫硝技術(shù)的開(kāi)發(fā)列入了“863艱苦研討方案。 脫脫SO2SO2、脫、脫NOxNOx兩個(gè)催化過(guò)程相互影響，兩個(gè)催化過(guò)程相互影響，特別是在脫特別是在脫NOxNOx過(guò)程中，由于過(guò)程中，由于SO2SO2的存的存在，往往使催化劑中毒。在，往往使催化劑中毒。 當(dāng)前同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)還不夠當(dāng)前同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)還不夠成熟，運(yùn)用工業(yè)化還不能完全實(shí)現(xiàn)。成熟，運(yùn)用工業(yè)化還

3、不能完全實(shí)現(xiàn)。desulfuration denitrationremoval of SO2 and NOx 123二、研討現(xiàn)狀二、研討現(xiàn)狀脫硫脫硫脫硫的主要方法分為濕法、干法和半干法。工業(yè)脫硫的主要方法分為濕法、干法和半干法。工業(yè)上，煙氣脫硫技術(shù)曾經(jīng)相對(duì)成熟，中心均為鈣基上，煙氣脫硫技術(shù)曾經(jīng)相對(duì)成熟，中心均為鈣基化合物與化合物與SO2反響生成石膏，例如反響生成石膏，例如WFGD。這些方法工藝簡(jiǎn)單，理應(yīng)是首選技術(shù)，但仍存在這些方法工藝簡(jiǎn)單，理應(yīng)是首選技術(shù)，但仍存在許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)缺陷：許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)缺陷：耗水量大、石膏難以利用呵斥二次污染、脫硫后耗水量大、石膏難以利用呵斥二次污染、脫硫后煙氣溫度

4、低呵斥排煙困難、難以同時(shí)脫除其他污煙氣溫度低呵斥排煙困難、難以同時(shí)脫除其他污染物等問(wèn)題染物等問(wèn)題脫硝脫硝NO占占NOx的的95%左右；左右；NO是一種幾乎不被水或堿液吸收是一種幾乎不被水或堿液吸收的惰性氣體，不像的惰性氣體，不像SO2，易被溶劑吸收。，易被溶劑吸收。脫硝技術(shù)分復(fù)原法和氧化法，研討較多的主要是脫硝技術(shù)分復(fù)原法和氧化法，研討較多的主要是SCR和和NSCR，證明證明SCR法最為有效法最為有效 NH3催化復(fù)原催化復(fù)原NOX為為N2；NSCR法缺陷：效率較低且受溫度窗口限制、二次污染等缺陷；法缺陷：效率較低且受溫度窗口限制、二次污染等缺陷；SCR法缺陷法缺陷 投資和運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)面臨宏大困難；

5、投資和運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)面臨宏大困難； 不僅不能回收氮資源，而且還要耗費(fèi)大量的復(fù)原不僅不能回收氮資源，而且還要耗費(fèi)大量的復(fù)原 劑，呵斥資源浪費(fèi)；劑，呵斥資源浪費(fèi)； SO2的共存易使的共存易使NO催化氧化劑中毒催化氧化劑中毒 ； 催化劑只能在催化劑只能在350 以上運(yùn)轉(zhuǎn)。以上運(yùn)轉(zhuǎn)。 結(jié)合脫硫脫硝結(jié)合脫硫脫硝v WFGD或SCR工藝開(kāi)展都比較成熟，但只能實(shí)現(xiàn)單一污染物的控制，經(jīng)濟(jì)建立本錢(qián)高，副產(chǎn)品利用價(jià)值低、呵斥二次污染。再生法再生法催化氧化法催化氧化法催化復(fù)原工藝催化復(fù)原工藝( SNOX法法) 脈沖電暈等離子體法脈沖電暈等離子體法PPCP法法 電子束照射法電子束照射法 EBA法法類水滑石復(fù)合氧化物除類水滑

6、石復(fù)合氧化物除SOx SOx 和和NOxNOx三、催化脫除法三、催化脫除法釩硅催化脫硫脫硝光催化氧化脫硫脫硝液相催化-生物法濕法煙氣脫硫脫硝catalysis 催化氧催化氧化法化法催化氧化催化氧化復(fù)原法復(fù)原法催化吸催化吸收法收法Cu基催化劑氧化復(fù)原法 V2O5/活性焦法 催化氧化法催化氧化法釩硅催化脫硫脫硝釩硅催化脫硫脫硝 針對(duì)當(dāng)前釩催化劑只能用于一方面脫硫及NH3存在二次污染等問(wèn)題，華東理工大學(xué)的徐云龍博士利用V2O5的強(qiáng)氧化性以及價(jià)態(tài)的可變性制備釩硅催化劑 。 1.催化劑的制備及復(fù)原V2O5與其他助劑混合溶解 硫酸中和硅藻土進(jìn)展混捏 V2O5與其他助劑混合溶解 液壓制樣機(jī)壓片成型 枯燥、焙

7、燒和過(guò)篩，得V2O5/SiO2 V/Si 催化劑 帶程序升溫馬弗爐 H2和Ar組成的復(fù)原氣氛 在復(fù)原氣氛中隨爐冷卻至室溫 H2復(fù)原型釩硅催化劑RV/Si催化氧化法催化氧化法釩硅催化脫硫脫硝釩硅催化脫硫脫硝2.催化劑的活性評(píng)價(jià) 在固定床石英玻璃反響器中進(jìn)展 ，釩硅催化劑置于固定床反響器的底部，溫度由一根插入固定床層底部的熱電偶測(cè)得。反響氣體分別經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入混合器得到模擬煙氣 ，SO2、NO和O2濃度采用煙氣分析儀延續(xù)在線分析。themegalleryCompany Logo催化氧化法3.結(jié)果與討論結(jié)果與討論 釩硅催化脫硫脫硝釩硅催化脫硫脫硝由RV/Si和V/Si的脫硫活性均較好，SO2

8、由原來(lái)的0.65 kg/m3減少到0.06kg/m3以下，且SO2脫除率最高可達(dá)100。催化氧化法催化氧化法釩硅催化脫硫脫硝釩硅催化脫硫脫硝3.結(jié)果與討論結(jié)果與討論 RV/Si對(duì)NO的脫除率提高了近15，700復(fù)原時(shí)，V2O5能夠部分被復(fù)原為V2O4和V2O3。V2O5+ SO2 V2O4+ SO3 (1)V2O5 +NO V2O4+ NO2 (2)2V2O4+O2 2V2O5 (3)V2O3+2NO V2O5+N2 (4)SO2+ NO2 SO3+NO (5) 催化氧化法催化氧化法近年來(lái)，光催化技術(shù)在環(huán)境污染物降解方面的研討遭到了普遍關(guān)注，華北電力大學(xué)的趙毅教授對(duì)TiO2光催化氧化同時(shí)脫硫脫

9、硝有較深化的研討。光催化氧化脫硫脫硝脫硝光催化氧化脫硫脫硝脫硝銳鈦礦銳鈦礦金紅石金紅石板鈦礦板鈦礦研討最為廣泛，且催化活性較高，TiO2進(jìn)展廢氣凈化的光催化反響屬于多相光催化，催化氧化法催化氧化法光催化氧化脫硫脫硝光催化氧化脫硫脫硝1.催化劑的研制催化劑的研制 -后處置困難-催化劑用量大-光活性低-壽命短-需求良好的再生- 技術(shù) -溶膠-凝膠法、-氣液相沉- 積法、-熱分解法-磁控濺射法活性炭、沸石、硅膠等多孔性大 比外表積的物質(zhì) 為主催化氧化法催化氧化法 當(dāng)TiO2遭到紫外線照射時(shí)所構(gòu)成的具有強(qiáng)氧化自在基 光催化氧化脫硫脫硝光催化氧化脫硫脫硝2. TiO2光催化脫硫脫硝機(jī)理分析 SO2的光催

10、化氧化還處于實(shí)驗(yàn)室研討階段。但在紫外光照射下SO2被光催化氧化為SO3的結(jié)論已得到論證 催化氧化法催化氧化法1TiO2光催化劑只能利用人工紫外光源和太陽(yáng)光中的紫外線部分，實(shí)踐運(yùn)用中大面積運(yùn)用紫外光源難度很大，因此應(yīng)提高其對(duì)太陽(yáng)能可見(jiàn)光部分的利用；2TiO2光催化劑還存在本錢(qián)高、穩(wěn)定性差等缺陷，因此，研制價(jià)錢(qián)低廉以有機(jī)鈦為原料的高活性負(fù)載型催化劑應(yīng)成為研討的主要內(nèi)容；3探求多相、混合污染物光催化降解的機(jī)理，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單、高效的光反響器成為光催化氧化技術(shù)研討的新方向；4光量子產(chǎn)率低。光催化氧化脫硫脫硝光催化氧化脫硫脫硝3.存在問(wèn)題催化氧化法催化氧化法液相催化液相催化-生物法生物法 云南大學(xué)的王恒穎等

11、采用脫硫菌，脫硝菌掛膜制造的生物膜填料塔可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中SO2 、NOx 的同時(shí)去除。 SO2和NOX由風(fēng)機(jī)送入按氣液逆流方式操作的生物膜填料塔進(jìn)展凈化，被生物膜中的微生物菌捕獲、好養(yǎng)生物降解凈化。循環(huán)液中添加金屬離子催化劑 ，在最正確條件下操作， SO2、NOx 凈化效率分別可到達(dá)96.84%、48.7%。催化氧化法催化氧化法添加金屬離子催化劑只是加速了進(jìn)入液相的添加金屬離子催化劑只是加速了進(jìn)入液相的SO2 、NOx 分子被催化氧化生成相應(yīng)酸根的反響進(jìn)程，并分子被催化氧化生成相應(yīng)酸根的反響進(jìn)程，并沒(méi)有改動(dòng)生物膜填料塔對(duì)沒(méi)有改動(dòng)生物膜填料塔對(duì)SO2 、NOx 混合氣體的生混合氣體的生物凈化過(guò)程

12、機(jī)理。物凈化過(guò)程機(jī)理。 實(shí)驗(yàn)研討成果為探求研討具有全新概念的實(shí)驗(yàn)研討成果為探求研討具有全新概念的“化學(xué)催化化學(xué)催化生生物處置同時(shí)脫除煙氣中物處置同時(shí)脫除煙氣中SO2和和NOx 的新型技術(shù)方法奠的新型技術(shù)方法奠定了良好的根底。定了良好的根底。 液相催化液相催化-生物法生物法 催化氧化法催化氧化法濕法煙氣脫硫脫硝濕法煙氣脫硫脫硝 1.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分 濕法煙氣同時(shí)脫硫脫硝反響為常溫，可以實(shí)現(xiàn)SO2和NO資源化而遭到青睞，選用乙二胺合鈷作為吸收液的研討比較多。袁渭康等在鼓泡反響器上調(diào)查，實(shí)驗(yàn)開(kāi)場(chǎng)前，先通高純N2，每隔一段時(shí)間分別測(cè)進(jìn)出口SO2和NO濃度 。themegalleryCompany Lo

13、go催化氧化法2.反響機(jī)理反響機(jī)理 濕法煙氣脫硫脫硝濕法煙氣脫硫脫硝 乙二胺合鈷 絡(luò)合吸收NO，O2，SO2 Step oneStep twoStep threeStep four與O2構(gòu)成的絡(luò)合物具有H2O2的性質(zhì)，有強(qiáng)氧化性能 把與NO和SO2構(gòu)成的絡(luò)合物氧化成NO2和SO3的絡(luò)合 在堿性條件下分別構(gòu)成NO2-，NO3-和SO42-等鹽溶液 催化氧化復(fù)原法催化氧化復(fù)原法Cu基催化劑氧化復(fù)原法基催化劑氧化復(fù)原法 1.以以CuO為主要活性組分的兩種催化劑為主要活性組分的兩種催化劑 楊濤等以CuO為主要活性組分制備了兩種催化劑，CuO /-Al2O3 和參與釩改性后的CumVnOx /ZSM-5

14、 。在400500既可吸附煙氣中的SO2將其催化氧化為硫酸鹽, 又可在噴氨條件下同時(shí)將煙氣中的NOx復(fù)原為N2。CuO /ZSM-5在400600下能直接催化NOx分解成N2和O2, CumVnOx /ZSM-5能同時(shí)脫硫脫硝, 且有較好的抗SO2中毒性能。CuO /-Al2O3CumVnOx /ZSM-催化氧化復(fù)原法催化氧化復(fù)原法Cu基催化劑氧化復(fù)原法基催化劑氧化復(fù)原法 2.結(jié)果與討論結(jié)果與討論 催化劑聯(lián)用后催化劑聯(lián)用后, 可有效地提高脫硫脫硝效率和堅(jiān)持催化劑的穩(wěn)定性?？捎行У靥岣呙摿蛎撓跣屎蛨?jiān)持催化劑的穩(wěn)定性。催化氧化復(fù)原法催化氧化復(fù)原法Cu基催化劑氧化復(fù)原法基催化劑氧化復(fù)原法 3.催化

15、機(jī)理催化機(jī)理 以以CuV2O6 /ZSM-5催化劑為例，催化劑上主要發(fā)生以下反響：催化劑為例，催化劑上主要發(fā)生以下反響：NOx N2 +O2 SO2 +NO2 SO3 +NOSO2 +O2 SO34.催化劑性能分析催化劑性能分析 CuV2O6 /ZSM-5具有良好的抗SO2中毒和催化性能, CuO /2Al2O3具有很高活性, 將兩者聯(lián)用, 首先CuV2O6 /ZSM-5能催化除去大部分SO2和NOx , 經(jīng)過(guò)氨水吸收后的尾氣再經(jīng)過(guò)CuO /-Al2O3催化脫除剩余的SO2和NOx , 能提高脫硫脫硝效率和整體的穩(wěn)定性。催化吸收法催化吸收法 國(guó)內(nèi)外大量實(shí)驗(yàn)闡明，以炭基資料 (活性炭、活性焦、活

16、性炭纖維等為載體的催化劑可以實(shí)現(xiàn)硫、硝的同時(shí)脫除 ，活性焦作為較為廉價(jià)的炭基資料，曾經(jīng)在國(guó)外實(shí)現(xiàn)了工業(yè)運(yùn)用。 在排煙溫度下，在排煙溫度下，V2O5/V2O5/炭基資料既是好的脫硫劑在抗炭基資料既是好的脫硫劑在抗SO2SO2毒毒化方面性能最好，又是好的化方面性能最好，又是好的SCRSCR脫硝催化劑。脫硝催化劑。1.脫硫機(jī)理脫硫機(jī)理 催化吸收法催化吸收法2.脫硝機(jī)理脫硝機(jī)理低溫SCR脫硝催化劑需求處理的關(guān)鍵問(wèn)題是低活性和SO2中毒。雖然V2O5會(huì)與SO2作用生成水溶性VOSO4中間體，但VOSO4很易被煙氣中的O2氧化為不溶于水的V2O5。因此，V2O5/炭基資料在脫硝方面具有顯著的優(yōu)越性。 3. 尚需處理的問(wèn)題尚需處理的問(wèn)題 仍不能完全認(rèn)識(shí)仍不能完全認(rèn)識(shí)NH3在在V2O5/活性焦上的氧化行為；活性焦上的氧化行為； 活性焦促進(jìn)活性焦促進(jìn)V2O5低溫氧化活性的緣由；低溫氧化活性的緣由； 活性焦促進(jìn)硫銨鹽與活性焦促進(jìn)硫銨鹽與NO反響的本質(zhì)；反響的本質(zhì)；