簡述脫硫脫硝工藝

1、簡述脫硫脫硝工藝摘要：現隨著中國社會的進步，目前生產制造業(yè)的工業(yè)化水平越來越高，工 業(yè)化的發(fā)展提高了人們的生活質量，促進了社會經濟的增長，同時也給環(huán)境造成 了巨大的損害。其中，各種原材料燃燒產生的有害物質是破壞環(huán)境的罪魁禍首。 例如：二氧化碳是引起溫室效應的主要物質，二氧化硫、氮氧化物以及粉塵顆粒又 是大氣污染的主要來源。為了避免更多有害氣體排放到大氣中，我們需要對工業(yè) 管道的煙氣進行處理，只有處理過的煙氣達到國家的排放標準后，才能將其排放 到大氣中。煙氣脫硝與脫硫是國家“十二五”減排的重點，是環(huán)境治理的重要內 容，也是相應煙氣治理環(huán)保企業(yè)必須搶占的制高點。所以煙氣脫硫脫銷的技術發(fā) 展和推廣勢

2、在必行。關鍵詞：脫硫脫硝；二氧化硫；氮氧化物；煙氣治理1脫硫工藝的概述煙氣脫硫方法主要參考脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫 可分為濕法、半干法和干法三類。1.1濕法脫硫工藝濕法脫硫工藝主要有石灰石/石灰一石膏（拋棄）法、簡易濕法、雙堿法、海 水脫硫、氧化鎂法、濕式氨法、石灰一鎂法、堿式硫酸鋁法等。濕法脫硫工藝的 主要原理是利用堿性溶液作為主要脫硫劑和煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學反應，除 去煙氣中的二氧化。這種工藝已經有50年的歷史，屬于一種成熟的脫硫工藝， 主要特點是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，脫硫過程的反應溫度低于露 點溫度，所有脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。這就需要相應

3、的煙氣再熱裝置， 增加了脫硫系統(tǒng)的復雜程度。由于反應后的產物為濕態(tài)，也會存在廢水處理問題。由于是氣液反應，其脫硫反應速度快、脫硫劑利用率高、脫硫效率可以達到90% 以上，是目前國內外大型鍋爐首選的脫硫工藝。綜合而言，濕法脫硫最大的優(yōu)點就是具有很高的脫硫效率，但在于焦爐煙氣 脫硫方面具有天生的不足。其主要缺點有：排煙溫度低，影響煙囪的自拔力， 當出現突然斷電或設備故障，會影響焦爐正常生產甚至導致安全事故；脫硫后 煙氣含有濕量大（焦爐煙囪一般是按干態(tài)煙氣設計），同時還含有一定的（亞） 硫酸鹽，對煙囪的腐蝕比較嚴重；經過濕法脫硫后，煙氣中粉塵濃度會有一定 增加，帶來新的顆粒物污染；隨著系統(tǒng)運行時間的

4、增長，脫硫液中的氯離子富 集，若不外排，則影響脫硫效率，外排則會造成新的污水問題；系統(tǒng)腐蝕及堵 塞，后期維護量大。1.2半干法脫硫工藝半干法煙氣脫硫技術是利用噴霧干燥原理，在吸收劑漿液噴入吸收塔以后， 一方面吸收劑與煙氣中的S02發(fā)生化學反應，生成固體灰渣;另一方面煙氣將熱 量傳遞給吸收劑使之不斷干燥。在塔內脫硫反應后形成的廢渣為固體粉塵狀，一 部分在塔內分離，另一部分隨脫硫后煙氣進入除塵器。此討程包含漿液（水）的霧 化、（漿）液滴的干燥、SO2與脫硫劑的反應（包含氣液反應、氣固反應）、脫硫灰 的分離循環(huán)等重要環(huán)節(jié)。粉狀脫硫劑及增濕水分別噴入脫硫反應塔中，或脫硫劑 與水首先制成漿液，噴入脫硫反

5、應塔中，都屬于半干法煙氣脫硫的范疇，前一類 為噴粉增濕類，后一類為噴漿類。國外研究者從十多年前就開始進行半干法煙氣 脫硫技術的研究，開發(fā)出多種半干法脫硫工藝，成為石灰石一石膏濕法脫硫技術 的有益補充。1.3干法脫硫工藝干法煙氣脫硫，是指脫硫的最終產物是干態(tài)的。主要有鈉基純干法、荷電干 式噴射脫硫法（CSDI法）、電子束照射法（EBA）、脈沖電暈法（PPCP）以及活 性炭（焦）吸附法等。干法煙氣脫硫過程脫硫吸收和產物處理均在干狀態(tài)下進行， 具有設備腐蝕小、凈化后煙溫高而利于煙囪排氣擴散等優(yōu)點，但脫硫效率低、反 應速度較慢、設備龐大。多數干法脫硫技術還能同時脫除煙氣中含有的NOX，即 脫硫脫硝一體

6、化，具有廣闊的應用前景。2脫硝工藝的概述有關NOX的控制方法從燃料的生命周期的三個階段入手，限燃燒前、燃燒中 和燃燒后。目前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃 燒后NOX的控制。所以在國際上把燃燒中NOX的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施， 把燃燒后NOX的控制措施統(tǒng)稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術。目前普遍采用的燃燒中NOX控制技術即為低NOX燃燒技術，主要有低NOx燃 燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。一次措施在水泥窯中運用較多。煙氣脫硝 技術運用較成熟的主要有選擇性催化還原技術（Selective Catalytic Reduction， 簡稱SCR）、選擇性非催化還原技

7、術（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱 SNCR）以及SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術。2.1 選擇性催化還原技術（Selective Catalytic Reduction，簡稱 S CR）SCR脫硝系統(tǒng)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑、利用 催化劑將煙氣中的NOX轉化為氮氣和水。在通常的設計中，使用液態(tài)無水氨或氨 水（氨的水溶液），無論以何種形式使用氨，首先使氨蒸發(fā)，然后氨和稀釋空氣 或煙氣混合，最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應器上游的煙氣中。在SCR反應 器內，NO 通過以下反應被還原：4NO+4NH3+O2f4N2+6H2O；6N

8、O+4NH3f5N2+6H2OSCR系統(tǒng)NOX脫除效率可達到80%-90%的脫硝率。噴入到煙氣中的氨幾乎完 全和NOX反應。有一小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。一般來說， 對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或 堵塞，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NOX脫除率，就必須增加反應器中 NH3/NOX摩爾比（NSR）。當不能保證預先設定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性 能標準時，就必須在反應器內添加或更換新的催化劑以恢復催化劑的活性和反應 器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱為催化劑壽命。SCR法按催化劑使用溫度區(qū)間主要分三種：高溫脫硝催化劑（300

9、-400C）、 中溫脫硝催化劑（220-300C）、低溫脫硝催化劑（低于220C）。2.1選擇性非催化還原技術（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱 SNCR）SNCR工藝的原理主要是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內與NOX進行選擇性反 應，不用催化劑，只需在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑反應的最佳溫度為850 1100C的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOX進行SNCR 反應生成N2，該方法以窯爐為反應器。在反應器內主要發(fā)生的反應為： 4NH3+4NO+O2一4N2+6H2O（NH3 為還原劑）；2NO+2CO（NH2）2+2O2一3N2+2

10、CO2+4H2O （尿素為還原劑）SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為30%60%,受熱工設備結構尺寸影響 很大，反應的溫度必須控制在8501100C的區(qū)域。當反應溫度過高時，由于氨 的分解會使NOX還原率降低，另一方面，反應溫度過低時，氨的逃逸增加，也會 使NOX還原率降低。NH3是高揮發(fā)性和有毒物質，氨的逃逸會造成新的環(huán)境污 染。采用SNCR技術，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。但是用尿素作 為還原劑會也存在污染環(huán)境問題，近年的研究表明，用尿素作為還原劑時，NOX 會轉化為N2O, N2O會破壞大氣平流層中的臭氧，除此之外N2O還被認為會產生 溫室效應。2.3 SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術。SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術是把SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術同SCR工 藝利用逃逸氨進行催化反應的技術結合起來，進一步脫除NOX。它是把SNCRX藝 的低費用特點同SCR工藝的高效率及低的氨逃逸率進行有效結合。參考文獻：郝宏