煙氣脫氮脫硫

關(guān)于煙氣脫氮脫硫第1頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三一.煙氣脫硫脫氮發(fā)展歷程第2頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第一階段:20世紀(jì)60年代末至70年代末。1970美國(guó)頒布了空氣潔凈法，要求新建燃煤電廠SO2排放濃度控制在516mg/L以下。推動(dòng)了以石灰石濕法為代表的第一代煙氣脫硫技術(shù)的廣泛應(yīng)用。主要包括:石灰石濕法、石灰濕法、Mg0濕法、雙堿法、鈉基洗滌、堿性飛灰洗滌、Wellman-lord工藝等。目前研究和應(yīng)用最多、最成熟的是煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硫脫氮技術(shù)的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：第3頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第二階段:20世紀(jì)80年代初至80年代末。由于北歐和西歐國(guó)家制定了非常嚴(yán)格的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)，促使煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)第二個(gè)高峰，煙氣脫硫技術(shù)得到迅速的推廣。第二代煙氣脫硫以干法、半干法為代表，主要有噴霧干燥、爐內(nèi)噴鈣增濕活化法、循環(huán)流化床、管道噴射法等。第4頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

第三階段:20世紀(jì)90年代初至90年代末。進(jìn)入90年代后，許多發(fā)展中國(guó)家為控制酸雨都制訂了SO2的排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期:第三代煙氣脫硫。第三代煙氣脫硫包括脫硫率大于等于95%的石灰石/石灰濕法、等離子體法、海水脫硫工藝以及一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、性能較好的煙氣脫硫工藝等。這一時(shí)期，在日本等國(guó)家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，煙氣同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)由于其投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高等優(yōu)點(diǎn)倍受到重視，美日聯(lián)手開發(fā)的等離子體煙氣同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)也開始投入生產(chǎn)應(yīng)用試驗(yàn)。第5頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

第四階段:二十一世紀(jì)開始到現(xiàn)在。隨著工業(yè)的發(fā)展，全世界都面臨著環(huán)境酸化的威脅，特別是發(fā)展中國(guó)家環(huán)境酸化已嚴(yán)重阻礙其生產(chǎn)和社會(huì)的發(fā)展，紛紛制定了更加嚴(yán)格的大氣污染防治法則。同時(shí)，隨著環(huán)境、資源、人口與可持續(xù)發(fā)展矛盾的突出，采用投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高的資源化煙氣脫硫脫氮技術(shù)成為發(fā)展趨勢(shì)。第6頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三煙氣脫硝要比脫硫困難，已開發(fā)研究的許多煙氣脫硝技術(shù)大部分停留在基礎(chǔ)研究階段或試驗(yàn)階段。二.煙氣脫硝第7頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三氧化法（濕法）：把NO先氧化成N02，N02溶于水并制成HN03或被堿性物質(zhì)吸收;還原法（干法）：采用還原劑(NH3、CH4、CO和H2等)將NO和N02還原成N2，然后向大氣排放；（一）、干法脫硝第8頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

采用干式脫硝法存在反應(yīng)溫度高(與濕式脫硝相比)，處理后煙氣不需要再加熱；而且由于反應(yīng)系統(tǒng)不采用水，省略了后續(xù)廢水處理問題。因此干式脫硝法是目前煙氣脫硝的主流技術(shù)。第9頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第10頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三催化還原法：是利用不同的還原劑，在一定溫度和催化劑作用下將NOX還原成N2和水。無(wú)催化還原法:不采用催化劑，但需要在高溫區(qū)進(jìn)行以加快反應(yīng)進(jìn)度。1.選擇性催化還原法(SelectiveCatalyticReduction，簡(jiǎn)稱SCR)所謂選擇性是指在催化劑的存在下NH3優(yōu)先和NO發(fā)生還原脫除作用，而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，從而降低了氨的消耗。其反應(yīng)式為：第11頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三同時(shí)還存在一些副反應(yīng)，其反應(yīng)式如下：在沒有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只有在很窄的溫度范圍內(nèi)(980℃左右)進(jìn)行，而采用催化劑時(shí)其反應(yīng)溫度可控制在300~400℃，相當(dāng)于將氨噴人鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣中，此時(shí)的脫硝率為80％～90％。第12頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三選擇性催化還原法示意圖第13頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.非選擇性催化還原法(Non—SelectiveCatalyticReduction，簡(jiǎn)稱NSCR)非選擇性催化還原法是采用CH4、CO、H2等混合氣體作為還原劑，在一定溫度和催化劑作用下與煙氣中NOX和02反應(yīng)，從而達(dá)到脫除NOX的目的。NSCR與SCR的區(qū)別在于NSCR的還原劑與煙氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成C02和H20，因此還原劑消耗量較大。與選擇性的脫硝方法相比是不經(jīng)濟(jì)的.。第14頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第15頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.選擇性非催化還原法(SelectiveNon—CatalyticReduction，簡(jiǎn)稱SNCR)選擇性非催化還原法中只用NH3、尿素[CO(NH2)2]等還原劑對(duì)NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑，不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。NH3的反應(yīng)溫度區(qū)為900-1100℃。該法優(yōu)點(diǎn)是不用催化劑，故設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用少，但因NH3等還原劑用量大，其泄漏量也大，同時(shí)難于保證反應(yīng)溫度以及停留所需時(shí)間?？紤]NH3的泄漏問題，有時(shí)要求限定氨的摩爾比。此法脫硝率較低，約為40％～60％。第16頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三SNCR法示意圖第17頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

濕法脫硝最大的障礙是NO很難溶于水，往往要求將NO氧化成N02，為此一般先把NO通過(guò)氧化劑03、C102、KMn04氧化成N02，然后用水或堿性溶液吸收而脫硝。（二）、濕法脫硝第18頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第19頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.臭氧氧化吸收法把臭氧和煙氣混合，使NO氧化，然后用水溶液吸收，濃縮后可得濃度為60％的HN03，或者將酸溶液用氨中和，制取肥料，這種方法不會(huì)把其他污染物帶人反應(yīng)系統(tǒng)中，而且用水作為吸收劑也比較便宜。但是，臭氧要用高電壓制取，因此耗電量大，費(fèi)用也高，至今尚未工業(yè)化。第20頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三臭氧氧化吸收法工藝流程第21頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

用C102將煙氣中的NO氧化為N02，然后用Na2S03水溶液吸收，使NO，還原為N2，此反應(yīng)式為：2.C102氣相氧化吸收還原法此法可以脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行，只要反應(yīng)塔中加入NaOH就可實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镹aOH和S02化合生成Na2S03。氧化用的C102可以用洗凈液中殘留的第22頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

Na2S03和NaCl03加H2S04獲得再生，脫硝率可達(dá)95％。本工藝的關(guān)鍵問題是降低C102的制備成本，否則運(yùn)行成本過(guò)高。

除了C102外，由于氯酸的強(qiáng)氧化性，還可采用氯酸氧化工藝進(jìn)行同時(shí)脫硫脫氮，脫硫率可達(dá)98％，脫氮率達(dá)95％以上。氯酸的來(lái)源是氯酸鈉電解，采用兩段脫除工藝。①氯酸脫硫原理第23頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三②氯酸脫硝原理采用強(qiáng)氧化劑脫氮的主要缺點(diǎn)是容易對(duì)設(shè)備造成強(qiáng)腐蝕，另外，氧化劑的回收、吸收廢氣后溶液的處理等較為困難。這些都是阻礙此類工藝應(yīng)用的因素。第24頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.吸收還原法

吸收還原法是將氮氧化物吸收至液相，再通過(guò)還原反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為N2。吸收劑可采用尿素[CO(NH2)2]、亞硫酸鹽[如(NH4)2S03]等。采用(NH4)2S03做吸收劑的化學(xué)反應(yīng)原理為：本工藝采用的吸收劑可使用氨法脫硫產(chǎn)生的含亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的液體，所以本法也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫氮。第25頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.液相配位法

近年來(lái)，采用鐵—EDTA(或NTA等)配合物脫除NO引起許多學(xué)者的興趣。此法的原理是鐵—EDTA配合物能將NO吸收固定，然后用SO32-將NO還原為N2，鐵—EDTA配合物可循環(huán)使用。此法的主要問題是由于配位劑的損失造成運(yùn)行成本偏高，目前仍處于研究階段?？傊瑵穹撓趼矢?，有的還可以同時(shí)脫硫，但會(huì)帶來(lái)水污染問題。干法和濕法脫硝各有優(yōu)缺點(diǎn)，故在選擇脫硝方法時(shí)應(yīng)按具體情況而定。目前，用得較多的是氨選擇性催化還原法。第26頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三近幾十年來(lái)，二氧化硫的污染造成了很多著名的大氣污染事件。因而，對(duì)二氧化硫特別是低濃度二氧化硫的控制研究取得了大量的成果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)的脫硫技術(shù)和工藝已愈百種，其中較適用的和已經(jīng)工業(yè)化的也已達(dá)20余種。脫硫工藝有多種分類方法三.煙氣脫硫第27頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第28頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三近年來(lái)，我國(guó)的脫硫工作有了很大進(jìn)展，尤其是作為S02排放大戶的電力行業(yè)，在自主研究、自我開發(fā)的同時(shí)，引進(jìn)了幾套較成熟的脫硫設(shè)備，主要有濕式石灰石／石膏法、噴霧干燥法、LIFAC法、簡(jiǎn)易濕法、海水脫硫、電子束脫硫及循環(huán)流化床燃燒技術(shù)等。除此之外，煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)、潔凈煤技術(shù)也是國(guó)內(nèi)外控制S02、NOX污染的重要技術(shù)，這些工藝和技術(shù)為我國(guó)的S02控制及治理提供了一定的經(jīng)驗(yàn)和參考。第29頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第30頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(一).濕式石灰石／石膏法煙氣脫硫技術(shù)該法是用含石灰石的漿液洗滌煙氣，以中和(脫除)煙氣中的S02，故又稱之為濕式石灰石／石膏法煙氣脫硫。這種方法是應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最為成熟的煙氣S02排放控制技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：（1）S02脫除率高，脫硫效率可達(dá)95％以上（2）能適應(yīng)大容量機(jī)組、高濃度SO2含量的煙氣脫硫第31頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三（3）吸收劑石灰石價(jià)廉易得，而且可生產(chǎn)出副產(chǎn)品石膏，高質(zhì)量石膏具有綜合利用的商業(yè)價(jià)值。（4）隨著石灰石／石膏法FGD系統(tǒng)的不斷簡(jiǎn)化和完善，不僅運(yùn)行、維修更加方便，而且設(shè)備造價(jià)也有所降低。缺點(diǎn)：設(shè)備龐大，占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。第32頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.工藝原理濕式石灰石／石膏法的化學(xué)過(guò)程如下。在水中，氣相S02被吸收并生成H2S03：產(chǎn)生的H+促進(jìn)了CaC03的溶解，生成一定濃度的Ca2+：第33頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三Ca2+與S032-或HSO3-結(jié)合，生成CaS03和Ca(HS03)2：反應(yīng)過(guò)程中，一部分S032-和HSO3-被氧化成SO42-和HS04-：第34頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三最后吸收液中存在的大量SO32-和HS03-，通過(guò)鼓入空氣進(jìn)行強(qiáng)制氧化轉(zhuǎn)化為SO42-，最后生成石膏結(jié)晶脫硫反應(yīng)的基礎(chǔ)是溶液中H+的生成，只有H+的存在才促進(jìn)了Ca2+的生成，因此，吸收速率主要取決于溶液的pH值。因此，控制合適的pH值是保證脫硫效率的關(guān)鍵。故所有濕式脫硫工藝都把研究的重點(diǎn)放在吸收液pH值的穩(wěn)定控制方面。第35頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.濕式石灰石／石膏法FGD工藝流程除塵后的煙氣經(jīng)過(guò)氣／氣換熱器(GGH)被冷卻后進(jìn)入吸收塔，在塔內(nèi)與石灰石漿液接觸高效地進(jìn)行氣液接觸，煙氣中的S02被吸收，然后經(jīng)過(guò)氣／氣換熱器的再熱側(cè)，提高煙氣溫度后從煙囪排放。吸收過(guò)S02的漿液循環(huán)使用，當(dāng)漿液中石膏達(dá)到一定的過(guò)飽和度時(shí)排入石膏制備系統(tǒng)，制取副產(chǎn)品石膏。第36頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第37頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1．漿液(吸收劑)制備系統(tǒng)

FGD所需吸收劑石灰石粉粒度為250～400目不等，要求其CaO含量大于50％。將石灰石粉送人灰漿配制槽內(nèi)，配制成濃度為20％～30％的石灰石漿。用泵將灰漿經(jīng)過(guò)一個(gè)帶流量測(cè)量裝置的循環(huán)管道打入吸收塔底部的漿液循環(huán)槽。每套脫硫裝置設(shè)獨(dú)立漿液制備系統(tǒng)．漿液用量可根據(jù)煙氣中SO2含量等自動(dòng)調(diào)節(jié)。第38頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．吸收系統(tǒng)吸收系統(tǒng)包括吸收塔主體、漿液循環(huán)和強(qiáng)制氧化系統(tǒng)。吸收塔是FGD裝置的核心設(shè)備，在吸收塔內(nèi)進(jìn)行下列主要工藝步驟：漿液對(duì)有害氣體的吸收；煙氣與洗滌灰漿分離；在塔底的氧化槽內(nèi)鼓入空氣將中間產(chǎn)物HS03-、SO2氧化，最終生成石膏。

第39頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三3．煙氣換熱系統(tǒng)由高效除塵器排出的熱煙氣(約140～150℃，通過(guò)換熱器降溫至100℃以下，進(jìn)入吸收塔進(jìn)行洗滌，脫硫后的凈化煙氣，通過(guò)除霧器后，溫度降至55℃左右，已降至露點(diǎn)以下，為利于煙氣抬升和防止尾部煙道腐蝕需通過(guò)換熱器升溫至90℃左右(露點(diǎn)以上)，由煙囪排放。第40頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三4．石膏制備系統(tǒng)從吸收塔排出的石膏漿液，在水力旋流分離器中增稠到其固體含量約40％～60％，同時(shí)按其粒度分級(jí)。然后將稠化的石膏用真空皮帶脫水機(jī)脫水至石膏含水量10％以下，送到石膏倉(cāng)儲(chǔ)存。為了使Cr含量減少到不影響石膏使用的程度，在用真空皮帶脫水機(jī)對(duì)石膏進(jìn)行脫水的同時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行洗滌。石膏脫水系統(tǒng)示意圖見圖第41頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第42頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三5．石膏拋棄系統(tǒng)石膏綜合利用后尚有余量時(shí)，為保證FGD裝置連續(xù)運(yùn)行，設(shè)置石膏漿液拋棄系統(tǒng)。經(jīng)水力旋流分離器濃縮到40％～60％的高濃度石膏漿液，輸送到灰場(chǎng)。第43頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(二).噴霧干燥法脫硫技術(shù)第44頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、工藝原理旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是將石灰漿液以霧狀噴入反應(yīng)塔內(nèi)，與熱煙氣接觸，經(jīng)霧化的微小液滴同時(shí)發(fā)生傳熱、傳質(zhì)過(guò)程。(1)酸性氣體從氣相進(jìn)入液滴表面的傳質(zhì)過(guò)程；

(2)被吸收的酸性氣體與溶解的Ca(OH)2發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)過(guò)程中有一部分CaS03被氧化成CaS04：第45頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、噴霧干燥吸收法(SDA)工藝系統(tǒng)第46頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三脫硫反應(yīng)主要在吸收塔內(nèi)進(jìn)行。生石灰經(jīng)制漿系統(tǒng)消化成具有反應(yīng)活性的熟石灰漿液，然后送入旋轉(zhuǎn)噴霧器，在此石灰漿液均勻地注入高速旋轉(zhuǎn)的霧化輪。在離心力作用下漿液噴射成均勻霧滴，霧滴直徑小于100um。具有很大比表面的分散液滴與煙氣接觸且進(jìn)行熱交換和化學(xué)反應(yīng)，它吸收煙氣中S02和熱量，并迅速將水分蒸發(fā)，形成含水量很低的固體。如果微粒沒有完全干燥，則在下游的除塵器中繼續(xù)進(jìn)行吸收S02的化學(xué)反應(yīng)。第47頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三工藝系統(tǒng)由以下幾部分組成1．漿液制備和供給系統(tǒng)生石灰計(jì)量后進(jìn)人生石灰熟化槽，在熟化槽完成熟化并成為具有良好脫硫活性的熟石灰Ca(OH)2漿液后。經(jīng)過(guò)濾除渣后進(jìn)入漿液供給槽，由供漿泵泵人脫硫反應(yīng)塔的高位料箱，然后送入旋轉(zhuǎn)噴霧器。生石灰的消化采取問歇制漿法。運(yùn)行中，控制加水量、消化溫度、時(shí)間、速率等參數(shù)，并根據(jù)需要投入一定比例的飛灰和脫硫灰渣。在系統(tǒng)中采用振動(dòng)篩或其他高效除渣裝置濾除漿液中較粗的顆粒以減少對(duì)高速霧化系統(tǒng)的磨損。特別是當(dāng)石灰雜質(zhì)含量高時(shí)，應(yīng)特別注意這一點(diǎn)。第48頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．煙氣脫硫系統(tǒng)煙氣從鍋爐引風(fēng)機(jī)引出后，從脫硫反應(yīng)塔頂部(有時(shí)分成頂部和中部)切向進(jìn)入，經(jīng)和吸收劑漿液接觸反應(yīng)后，從脫硫反應(yīng)塔下部引出，最后經(jīng)電除塵器除塵后由脫硫引風(fēng)機(jī)引入煙囪。脫硫塔是工藝的核心部分，它由高速旋轉(zhuǎn)噴霧器、煙氣分配器和塔體組成。煙氣分配器在很大程度上決定了塔內(nèi)煙氣流場(chǎng)，從而影響系統(tǒng)脫硫效率。根據(jù)徑高比不同，吸收塔有粗短型和細(xì)長(zhǎng)型，后者塔型占地面積小，但對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和煙氣分配器要求較高，且易發(fā)生塔壁積灰等問題。第49頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三3．灰渣處理和再循環(huán)系統(tǒng)灰渣處理采用拋棄法。由脫硫電除塵器收集的脫硫灰(亞硫酸鈣)以及反應(yīng)塔底部排出的灰渣，用沖灰泵排到灰渣池，通過(guò)除灰系統(tǒng)排出。為提高吸收劑的利用率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了脫硫灰的再循環(huán)系統(tǒng)。將一部分排灰經(jīng)氣力輸送到脫硫灰倉(cāng)儲(chǔ)存。再視需要按比例投料，由球磨機(jī)磨細(xì)后，加至副產(chǎn)品攪拌槽，加水?dāng)嚢韬筮M(jìn)入生石灰消化槽進(jìn)行循環(huán)利用。第50頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三4．監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)

SDA煙氣脫硫系統(tǒng)采用集散控制方式。使用計(jì)算機(jī)DCS系統(tǒng)控制全系統(tǒng)的啟停、運(yùn)行工況調(diào)整和異常工況報(bào)警，DCS系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)、自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的功能，可自動(dòng)調(diào)節(jié)煙氣出El溫度和鈣硫比等。在線監(jiān)測(cè)器能連續(xù)監(jiān)測(cè)和采集各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)。第51頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(三).LIFAC脫硫技術(shù)LIFAC脫硫技術(shù)是由芬蘭Tampella公司和IVO公司聯(lián)合研究開發(fā)的干法煙氣脫硫工藝。LIFAC工藝的全稱為“LimestoneInjectionintotheFurnaceandActivationofCalci—am”，即石灰石爐內(nèi)噴射和鈣活化。L1FAC工藝分為兩個(gè)主要工藝階段，即爐內(nèi)噴射和爐后活化。LIFAC工藝使用的脫硫劑是高品位的石灰石，鈣硫比(Ca／S)為2-2.5：1時(shí)，系統(tǒng)脫硫效率可達(dá)75％以上。近年來(lái)，Tampella對(duì)LIFAC技術(shù)作了進(jìn)一步改進(jìn)，利用增濕后的脫硫灰進(jìn)行再循環(huán)，使脫硫效率有可能達(dá)到90％(Ca／S=2)。已投入運(yùn)行的LIFAC裝置有加拿大的SHAND電廠、美國(guó)的RICH—MOND等。第52頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、工藝原理

LIFAC工藝包括兩個(gè)主要階段，即爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化。

第一階段，即爐內(nèi)噴鈣階段，粒度為325目左右的石灰石粉(CaC03)用氣力噴射到鍋爐爐膛上部溫度為900~1250℃的區(qū)域。CaC03受熱分解成CaO和C02，即爐內(nèi)發(fā)生分解：第53頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三鍋爐煙氣中S03和部分S02與CaO反應(yīng)生成硫酸鈣：未反應(yīng)的CaO與飛灰隨煙氣一起流向鍋爐的下游。經(jīng)驗(yàn)證明，只要保證鍋爐正常吹灰運(yùn)行方式，鍋爐受熱面不會(huì)產(chǎn)生積灰和結(jié)焦問題。第54頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

第二階段，即爐后增濕活化階段，在一個(gè)專門的活化器中噴人霧化水(霧滴粒徑50～100um)對(duì)煙氣進(jìn)行增濕。煙氣中未反應(yīng)的CaO與水反應(yīng)生成在低溫下具有較高反應(yīng)活性的Ca(OH)2，Ca(OH)2與煙氣中未反應(yīng)的S02反應(yīng)生成亞硫酸鈣。同時(shí)有一小部分亞硫酸鈣被氧化成硫酸鈣。最終形成穩(wěn)定的脫硫產(chǎn)物。第55頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三上述脫硫機(jī)理可用下圖描述第56頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、LIFAC工藝系統(tǒng)第57頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三LIFAC工藝系統(tǒng)大致由以下幾個(gè)系統(tǒng)單元組成。(1)．吸收劑制備系統(tǒng)LIFAC工藝采用吸收劑是石灰石粉，其具體要求如下。石灰石粉CaC03含量≥92％；粒徑325目，80％粒徑≤40um由于在爐內(nèi)噴鈣過(guò)程中石灰石粉經(jīng)過(guò)合適溫度區(qū)的時(shí)間很短，因此要求石灰石粉有較大比表面積，以便在極短時(shí)間內(nèi)完成煅燒及吸收S02的反應(yīng)。第58頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)．爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)

本系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成石灰石向粉倉(cāng)內(nèi)輸送、計(jì)量、送粉量調(diào)節(jié)、爐內(nèi)噴射，使石灰石粉在爐內(nèi)煅燒分解，生成高孔隙率的CaO并與煙氣中SO2反應(yīng)脫去煙氣中部分SO2。這一階段的脫硫率約在20％～30％。爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)的工藝流程如圖第59頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第60頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(3)．煙氣活化增濕系統(tǒng)煙氣活化增濕系統(tǒng)的作用是通過(guò)活化器內(nèi)噴的水霧與煙氣中未反應(yīng)的CaO反應(yīng)生成高活性的Ca(OH)2，在較低的溫度下與煙氣中剩余的S02反應(yīng)最終生成CaS03，達(dá)到進(jìn)一步脫硫的目的，占系統(tǒng)總脫硫效率的40％～50％，使總的脫硫效率達(dá)到80％。該系統(tǒng)流程如圖第61頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第62頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三煙氣活化增濕系統(tǒng)由帶噴水的活化器、壓縮空氣、霧化及飛灰再循環(huán)系統(tǒng)組成?；罨骶哂小吧仙?、下降通道”結(jié)構(gòu)。霧化水霧滴噴射到活化器煙氣進(jìn)口的上升通道?；罨罢舭l(fā)發(fā)生在上升氣流中。其余為固態(tài)產(chǎn)物。部分產(chǎn)物與飛灰一起在下降通道從煙氣中分離，這些含有未反應(yīng)吸收劑的分離出來(lái)的飛灰再回到活化器進(jìn)口處水噴射的上游。第63頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(4)．煙氣加熱系統(tǒng)活化器出口煙氣溫度較低，通常為55～60℃。為防止電除塵器和煙囪的結(jié)露腐蝕，設(shè)置煙氣再熱器，提高煙氣溫度后再進(jìn)入電除塵器。煙氣加熱介質(zhì)可直接采用鍋爐空氣預(yù)熱器前的煙氣或蒸汽，但使用未經(jīng)過(guò)活化器的高溫?zé)煔馀c凈化煙氣混合會(huì)降低系統(tǒng)的脫硫效率。若用蒸汽加熱則要增加換熱器而使系統(tǒng)復(fù)雜，并易造成堵塞等。第64頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(5)．脫硫飛灰再循環(huán)系統(tǒng)為了利用飛灰中未反應(yīng)的CaO和Ca(OH)2，將電除塵器收集的飛灰再送入活化器，這樣可提高吸收劑的利用率和脫硫效率。據(jù)資料介紹，利用再循環(huán)飛灰可提高活化器脫硫效率5％～15％，并且可以改善活化器的運(yùn)行狀況，消除活化器的結(jié)垢、結(jié)灰現(xiàn)象。第65頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(6)．儀表控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)可采用小型DCS系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)煙氣脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

在單元控制室內(nèi)，以帶屏幕顯示的并可鍵盤操作的操作員站為中心，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行工況的監(jiān)視和調(diào)整、異常工況的報(bào)警和緊急事故處理；通過(guò)操作員站可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)啟停，并對(duì)有規(guī)律的連續(xù)操作采用順序控制。DCS系統(tǒng)還提供以安全為目的的連鎖保護(hù)，對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方啟停以及對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行工況、經(jīng)濟(jì)分析、異常工況事故報(bào)警、產(chǎn)生報(bào)表等功能。第66頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(四)、直接噴射法(DD)脫硫技術(shù)直接噴射法脫硫是一種干／半干結(jié)合的方法。它采用爐內(nèi)噴射熟石灰Ca(OH)2作為一級(jí)脫硫，省煤器后噴水使煙氣增濕作為二級(jí)脫硫。在第一階段，熟石灰噴入溫度在900℃左右的鍋爐內(nèi)，該溫度下石灰發(fā)生的反應(yīng)為煅燒和脫硫。煅燒過(guò)程中，熟石灰分解為CaO和水，反應(yīng)式為：產(chǎn)生的CaO與煙氣中S02反應(yīng)第67頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.直接噴射脫硫法的工藝流程第68頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(五)、電子束脫硫技術(shù)

電子束煙氣脫硫(ElectronBeamwithAmmonia，簡(jiǎn)稱EBA)是一種物理與化學(xué)原理相結(jié)合的脫硫技術(shù)。它是利用電子加速器產(chǎn)生的等離子體氧化煙氣中的硫氧化物和氮氧化物，并與加入的NH3反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨，脫硫、脫硝同時(shí)完成，達(dá)到凈化煙氣的目的。第69頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、工藝原理在EBA處理流程中，脫硫、脫硝反應(yīng)大體分為以下三個(gè)反應(yīng)過(guò)程。

(a)活性基團(tuán)的生成煙氣中含有02、H20、N2、C02、S02、NO、N02等成分，當(dāng)電子束照射煙氣時(shí)，在輻射場(chǎng)中被加速的電子與煙氣中氣體分子如02及水分子發(fā)生非彈性碰撞，生成具有化學(xué)反應(yīng)活性的活性基團(tuán)或氧化性物質(zhì)后可表示為：第70頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(b)活性基團(tuán)或氧化性物質(zhì)氧化煙氣中的S02、NO、N02生成S03和高價(jià)態(tài)氮氧化物對(duì)于NO和N02第71頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三對(duì)于S02有如下反應(yīng)：第72頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三生成的S03和高價(jià)態(tài)氮氧化物與水反應(yīng)生成H2S04和HN03。(c)硫酸銨和硝酸銨的生成生成的H2S04、HN03與加入的NH3進(jìn)行中和反應(yīng)，分別生成硫酸銨和硝酸銨微粒，荷電后被捕集。此外，還可能有尚未反應(yīng)的S02和NH3，S02與NH3反應(yīng)生成硫酸銨。反應(yīng)為：第73頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、EBA煙氣脫硫系統(tǒng)

電子束煙氣脫硫的工藝過(guò)程大致由預(yù)除塵、煙氣冷卻、加氨、電子束照射、副產(chǎn)品捕集工序組成。其工藝流程簡(jiǎn)圖如圖第74頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第75頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三①．煙氣冷卻及反應(yīng)器系統(tǒng)從鍋爐引風(fēng)機(jī)后的煙道引出的煙氣，進(jìn)入冷卻塔使煙氣降溫至適合電子束反應(yīng)的溫度。煙氣通過(guò)冷卻塔降溫、除塵，然后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行脫硫脫硝。通過(guò)在反應(yīng)器中噴入軟化水吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，同時(shí)將壓縮空氣與氣態(tài)氨混合后噴人反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)物被電子加速器產(chǎn)生的高能電子束輻照，發(fā)生脫硫脫硝反應(yīng)。反應(yīng)器出口煙氣溫度為61℃，隨后經(jīng)電除塵器將脫硫副產(chǎn)品與煙氣分離，再經(jīng)脫硫增壓風(fēng)機(jī)將凈化煙氣送入煙囪排放。第76頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三②．電子束發(fā)生器

電子束發(fā)生器由高壓電源、電子加速器及窗箔冷卻裝置組成。電子在保持高真空的加速管內(nèi)通過(guò)高電壓加速，加速后的電子通過(guò)保持高真空的一次窗箔和二次窗箔均為30～50um的金屬箔)照射煙氣。電子加速器的結(jié)構(gòu)如圖第77頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第78頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三（六）、煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝

煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對(duì)二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。1.煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝特點(diǎn)①系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；工程投資、維修和運(yùn)行費(fèi)用低；占地面積小；適于現(xiàn)有電廠及工業(yè)鍋爐的改造。其投資和運(yùn)行費(fèi)約為石灰石石膏法的60％。

第79頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三②吸收劑在流化床內(nèi)多次循環(huán)，氣固間劇烈紊流混合，可以使未反應(yīng)的消石灰顆粒表面不斷更新，而且吸收接觸時(shí)間長(zhǎng)，因此脫硫效率較高。③可以通過(guò)噴水量控制將床溫控制在最佳反應(yīng)溫度條件下，排煙溫度可在煙氣露點(diǎn)溫度以上，不需常規(guī)脫硫工藝的煙溫調(diào)整。第80頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三④對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，既可處理燃低、中硫煤的煙氣，又可處理燃高硫煤的煙氣。對(duì)于高硫煤，在鈣硫比為1．1～1．5時(shí)，脫硫效率可達(dá)90％以上，與濕法脫硫接近。⑤鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作，這使系統(tǒng)的適應(yīng)性增強(qiáng)。同時(shí)，可以用于中小鍋爐。⑥脫硫產(chǎn)物呈干粉狀，無(wú)污水排放，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并可以開發(fā)產(chǎn)物綜合利用。第81頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.煙氣循環(huán)流化床脫硫裝置的組成(1)煙氣循環(huán)流化床主體煙氣循環(huán)流化床可以設(shè)計(jì)成內(nèi)循環(huán)流化床和外循環(huán)流化床兩種方式，有時(shí)在流化床的床內(nèi)加裝隔風(fēng)板，目的是使吸收劑在塔內(nèi)按一定的方式進(jìn)行循環(huán)，以增加氣固接觸面積和接觸時(shí)間。第82頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三內(nèi)循環(huán)流化床較適合于小規(guī)模的鍋爐脫硫。外循環(huán)流化床的特點(diǎn)是吸收劑的循環(huán)倍率高，吸收劑中的有效成分可以高效使用，外循環(huán)流化床可以用于較大參數(shù)的鍋爐煙氣脫硫。第83頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第84頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)氣固分離裝置氣固分離裝置可采用旋風(fēng)除塵器(又叫旋風(fēng)子)，也可采用靜電除塵器或布袋除塵器。由于旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、回料容易等特點(diǎn)，流化床設(shè)計(jì)中較多采用旋風(fēng)除塵器。流化床的返料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面應(yīng)能調(diào)節(jié)物料流量，另一方面應(yīng)防止物料反竄至分離器，造成短路。必要時(shí)可加裝螺旋給料機(jī)進(jìn)料。

第85頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(3)霧化噴嘴其作用在于調(diào)節(jié)煙氣濕度，提高脫硫反應(yīng)效率。要求噴出的水霧霧滴粒徑在100um以下。(4)加料系統(tǒng)一般采用螺旋加料器給料。加料系統(tǒng)采用兩路加料系統(tǒng)。一路直接加石灰與調(diào)質(zhì)灰。另一路加回料灰。第86頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.典型煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝近幾年煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)發(fā)展很快，目前，已達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的主要有三種流程

(1)魯奇(Lurgi)循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)a．工藝流程早在20世紀(jì)70年代，德國(guó)魯奇公司就開發(fā)了循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝。該第87頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三工藝通過(guò)吸收劑的多次循環(huán)，使氣、固的接觸時(shí)間大大增加，從而大幅度提高了吸收劑的利用率。且其工藝簡(jiǎn)單，占地少，投資省，副產(chǎn)品呈干態(tài)，易于處理或綜合利用，并能在較低的鈣硫比情況下達(dá)到與濕法相近的脫硫效率。該工藝流程主要包括吸收劑的制備系統(tǒng)、吸收塔、除塵器、吸收劑再循環(huán)系統(tǒng)以及儀表控制系統(tǒng)等部分，其流程見圖。第88頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第89頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三b．工藝簡(jiǎn)介煙氣CFB工藝采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，在特殊情況下也可采用其他對(duì)二氧化硫有吸收能力的干粉作吸收劑。由鍋爐排出的未經(jīng)處理的煙氣從流化床的底部進(jìn)入，如果考慮到綜合利用的因素，不希望脫硫的副產(chǎn)品與飛灰混合在一起，則需要在吸收塔之前安裝一個(gè)除塵器。

第90頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三流化床吸收塔的底部為一個(gè)文丘里裝置。使煙氣加速，在流化床中與吸收劑粉末混合并與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，生成亞硫酸鈣。吸收劑循環(huán)使用，吸收塔內(nèi)飛灰和石灰顆粒濃度通常高達(dá)500～2000mg／m3。經(jīng)脫硫后帶有大量固體顆粒的煙氣由吸收塔的頂部排出進(jìn)入吸收劑再循環(huán)除塵器中，被分離出的顆粒經(jīng)過(guò)一個(gè)中間灰倉(cāng)返回到吸收塔循環(huán)使用，由于吸收劑循環(huán)使用，固體物料的滯留時(shí)間可達(dá)30min以上。以干粉的形式輸入流化床的吸收劑，同時(shí)還要噴人一定量的水以增大吸收劑的反應(yīng)活性，提高脫硫效率。第91頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)回流循環(huán)流化床(RCFB)脫硫工藝

a．工藝流程德國(guó)沃爾夫(Wulff)公司在Lurgi公司原有技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出了第二代內(nèi)循環(huán)式循環(huán)流化床工藝，即脫硫吸收塔一回流循環(huán)流化床(RCFB)，工藝流程見圖第92頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第93頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三b．工藝簡(jiǎn)介在工藝原理上RCFB與Lurgi公司的CFB很類似。但與Lurgi公司的CFB相比，該工藝主要在吸收塔的流場(chǎng)設(shè)計(jì)和塔頂結(jié)構(gòu)上作了較大改進(jìn)。使得在吸收塔內(nèi)煙氣和吸收劑顆粒在向上運(yùn)動(dòng)中，有一部分顆粒在塔內(nèi)回流，類似于吸收中的液柱塔。由于在塔內(nèi)造成一定程度的紊流狀態(tài)增加了煙氣與吸收劑的接觸時(shí)間，在外部循環(huán)同時(shí)存在的情況下，脫硫性能得到強(qiáng)化。同時(shí)反應(yīng)塔內(nèi)的回流還大大降低了反應(yīng)塔出口煙塵濃度，RCFB吸收塔的內(nèi)部回流的固體物料約為外部再循環(huán)物料的30％～50％，這樣與一般的煙氣第94頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三CFB脫硫相比，出口煙塵濃度可降低15％～30％。由于出口煙塵濃度的降低，使得下游的除塵器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，在RCFB工藝中取消了Lurgi公司CFB中的機(jī)械預(yù)除塵器，這不但簡(jiǎn)化工藝，節(jié)省了投資，而且由于外部灰循環(huán)量的減少也減少了運(yùn)行費(fèi)用。

RCFB裝置的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易操作，要求空間小。在低消耗下實(shí)現(xiàn)很高的污染物脫除效率。運(yùn)行試驗(yàn)表明，對(duì)含硫量為2％的煤，在Ca／S比1．11時(shí)，脫硫效率可達(dá)97％以上，并可除去99％以上的重金屬。第95頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(3)氣體懸浮吸收(GSA)煙氣脫硫技術(shù)丹麥F．L．Smith公司開發(fā)的氣體懸浮吸收(GSA)煙氣脫硫技術(shù)也是采用了流化床脫硫原理。該工藝和前兩種工藝所不同的是該工藝不是噴干粉吸收劑，而是把石灰漿液經(jīng)噴嘴霧化后從吸收塔底部噴入煙氣中，并在吸收塔中保持懸浮湍動(dòng)狀態(tài)，邊干燥邊反應(yīng)，干燥后的吸收劑顆粒經(jīng)除塵器除下后返回吸收塔循環(huán)利用，其中石灰顆粒在GSA中大約能循環(huán)100次左右。第96頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第97頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

（一）、聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)概述進(jìn)入20世紀(jì)80年代，人們逐漸認(rèn)識(shí)到對(duì)二氧化硫和氮氧化物的分別治理，不僅占地面積大，而且投資和運(yùn)行費(fèi)用高。為了降低煙氣凈化的費(fèi)用，適應(yīng)現(xiàn)有電廠的需要，開發(fā)聯(lián)合脫硫脫氮(CombinedDesulphurizationandDenitration)的新技術(shù)、新設(shè)備已成為煙氣凈化技術(shù)(FGC)發(fā)展的總趨勢(shì)。對(duì)采用常規(guī)濕法工藝進(jìn)行煙氣處理的電廠，如果在濕式脫硫的同時(shí)進(jìn)行脫氮?jiǎng)t會(huì)有非常好的效果，如乳化黃磷法脫硫脫氮工藝即是為實(shí)現(xiàn)這一目的而開發(fā)的。四、聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)第98頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三對(duì)采用干法工藝進(jìn)行煙氣處理的電廠，如果在脫硫的同時(shí)脫除一部分NOX，則可以解決低氮氧化物燃燒器脫氮效率低所產(chǎn)生的需要對(duì)煙氣進(jìn)行后續(xù)脫氮的問題。國(guó)外對(duì)聯(lián)合脫硫脫氮的研究開發(fā)十分活躍，據(jù)美國(guó)電力研究所(EPRI)統(tǒng)計(jì)，聯(lián)合脫硫脫氮新技術(shù)不下60種，這些技術(shù)有的已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。隨著研究的深入，大量最新的工程理論及技術(shù)被應(yīng)用到煙氣治理技術(shù)方案中，這些新技術(shù)、新觀念的引入，必定拓寬火電廠煙氣治理的新領(lǐng)域。第99頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第100頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）、聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)截至目前為止，聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)大體可以分為兩大類：一是爐內(nèi)燃燒過(guò)程中同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)；二是燃燒后煙氣中聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)。

a.爐內(nèi)燃燒過(guò)程中同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)對(duì)爐內(nèi)燃燒過(guò)程中的脫硝研究，一開始是為了降低燃燒過(guò)程中的NO，生成而開發(fā)的，目前此項(xiàng)研究仍很活躍。在此基礎(chǔ)上，為了達(dá)到脫硫的目的，人們又加入固硫劑，對(duì)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的S02進(jìn)行脫除，產(chǎn)生了同時(shí)脫硫脫氮的效果。在此領(lǐng)域最具代表性的技術(shù)有循環(huán)流化床燃燒法(CFBC)、增壓第101頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三流化床燃燒傣汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PFBC-CC)、石灰石注入爐內(nèi)分段燃燒法(LIMB)等，它們的共同特點(diǎn)是通過(guò)控制燃燒溫度來(lái)減少NOX的生成，同時(shí)利用鈣吸收劑來(lái)吸收燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的S02，以達(dá)到同時(shí)控制S02和NOX排放的目的。這些技術(shù)有不少已運(yùn)用到火電廠的污染治理，已成為潔凈煤技術(shù)中重要的一部分。

20世紀(jì)80年代后期以來(lái)，爐內(nèi)同時(shí)脫硫脫氮的研究又拓寬了領(lǐng)域，相繼出現(xiàn)了一些新技術(shù)。其中比較引人注目的有石灰／尿素噴射法、鈉質(zhì)吸收劑噴射法、氣體二次燃燒吸收劑噴射工藝以及爐內(nèi)噴人有機(jī)酸鹽吸收劑工藝等。這些技術(shù)的脫硫率一般達(dá)70％～80％，脫硝率50％～70％。第102頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三典型工藝1、循環(huán)流化床燃燒技術(shù)循環(huán)流化床(CFBC)包括常壓循環(huán)流化床(AFBC)和增壓循環(huán)流化床(PFBC)，是近年來(lái)國(guó)際上競(jìng)相發(fā)展的潔凈燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床是從快速循環(huán)固體燃料和煙氣顆粒連續(xù)收集并返回燃燒室再循環(huán)而獲得。具體講，流化床燃燒就是把煤和吸附劑(石灰石)加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮，進(jìn)行第103頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三流化燃燒。由于流化形成湍流混合條件，從而提高了燃燒效率。而燃燒時(shí)加入的石灰石則起到固硫作用，從而減少了S02的排放。未燃盡的炭粒和未反應(yīng)的石灰石顆粒在鍋爐尾部被專用除塵器(一般是旋風(fēng)除塵器)收集下來(lái)，再返回爐內(nèi)進(jìn)行循環(huán)使用。循環(huán)流化床的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)不僅可以減少S02的排放，而且還可以減少NOX的生成。第104頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三

其基本脫硫原理為：

由于流化床床層的燃燒溫度較低(只有900℃左右)，空氣中的N2不會(huì)轉(zhuǎn)換成熱力NOX，因此大大減少了NOX的排放量。運(yùn)行實(shí)踐證明在鈣硫比為1．5～2．5時(shí)，脫硫率在90％以上，NOX排放也大為減少，一般小于100mg／m3，能滿足環(huán)保要求。第105頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第106頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、增壓循環(huán)流化床燃燒技術(shù)增壓循環(huán)流化床燃燒技術(shù)(PFBC—CC)是新一代高效、潔凈燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，它是在循環(huán)流化床技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的潔凈煤熱力發(fā)電系統(tǒng)，煤與脫硫劑(石灰石或白云石)一起送入增壓(0．6～2．0MPa)的流化床內(nèi)燃燒，燃燒空氣經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)的低壓壓縮機(jī)供給，經(jīng)爐底風(fēng)室和布風(fēng)板進(jìn)入床內(nèi)，使燃料流化、燃燒。PFBC—CC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖第107頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第108頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三整個(gè)PFBC熱力系統(tǒng)包括三部分：空氣—燃?xì)庋h(huán)系統(tǒng)、水—蒸汽系統(tǒng)以及煤、脫硫劑—廢料系統(tǒng)。由于PFBC鍋爐是在增壓條件下運(yùn)行的，可使燃燒中產(chǎn)生的S02部分(3％～4％)直接氧化生成CaSO4隨爐渣排出。另一方面，在PFBC中脫硫反應(yīng)在700℃時(shí)就開始了，這是由于在增壓條件下，脫硫劑(如石灰石)在煅燒分解(700～800℃)前，部分CaC03可直接與S02反應(yīng)生成CaS04。這是PFBC與常壓流化床鍋爐最大的不同。當(dāng)床層溫度超過(guò)800℃時(shí)，脫硫劑煅燒分解，生成的CaO與S02反應(yīng)生成CaS04。第109頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三通過(guò)以上三種形式的作用，PFBC鍋爐煙氣中S02的排放量大大減少，其脫硫效率可達(dá)到90％以上，最高可達(dá)到95％。另外，增壓循環(huán)流化床的燃燒溫度在900℃以下，空氣中的N2不會(huì)形成熱力NOX。另外由燃料中含氮有機(jī)物生成的燃料NOX在床的底部生成，而在床的高處NOX又被H2、CO和煤焦所破壞，使NO變成N2(NOX中NO占90％，N02只占10％)，這就使NOX的排放量進(jìn)一步減少。第110頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三(b)燃燒后煙氣中聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)燃燒后煙氣中聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)是在FGD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在大多數(shù)情況下，對(duì)現(xiàn)有鍋爐采用低氮氧化物燃燒器是足夠的，但是為適應(yīng)新的NO，排放要求，額外的脫除NO。將需要一個(gè)后燃燒處理工藝。實(shí)現(xiàn)脫硫脫氮技術(shù)的途徑可以是在現(xiàn)有FGD系統(tǒng)上加設(shè)控制NOX的設(shè)備或開發(fā)脫硫脫氮一體化的新工藝。與單獨(dú)采用脫硫或脫氮工藝相比，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)脫硫脫氮的工藝有很大的優(yōu)越性，比如，減少系統(tǒng)復(fù)雜性、更好的運(yùn)行性能及低成本。可以說(shuō)，聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)是煙氣凈化技術(shù)(FGC)的發(fā)展方向。

第111頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三近年來(lái)，對(duì)聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)的研究十分活躍，其中被認(rèn)為具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的方法大致有如下幾種。1．活性炭法(ActivatedCarbonProcess，AC)

用活性炭脫硫脫硝的BF工藝是由德國(guó)Bergbau—Forschung開發(fā)的，其工藝流程如圖所示。該工藝的主體設(shè)備是一個(gè)類似于超吸附塔的活性炭移動(dòng)床吸附器，在吸附器內(nèi)，煙氣中的S02被第112頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三氧化成S03并溶于水中，產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠，由活性炭吸附。隨后向吸附塔內(nèi)注入氨，氨與NOX在活性炭的催化還原作用下生成N2。吸附有S02的活性炭進(jìn)入分離器加熱再生，再生出的S02氣體可以通過(guò)克勞斯(Claus)反應(yīng)回收硫。再生后的活性炭可以重復(fù)使用。試驗(yàn)結(jié)果表明，脫硫率高達(dá)95％，脫硝率達(dá)50％～80％，硫回收率達(dá)90％。第113頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三第114頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．SNOx(WSA—SNOx)工藝

WSA—SNOx技術(shù)即濕式洗滌并脫除NOX(WetScrubbingAdditiveforNOXRemoval)技術(shù)，是針對(duì)電廠日益嚴(yán)格的S02、NOX，粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的高級(jí)煙氣凈化技術(shù)。在本工藝中煙氣首先經(jīng)過(guò)SCR反應(yīng)器，NOX在催化劑作用下被氨氣還原為N2。隨后煙氣進(jìn)入改質(zhì)器，S02在此被固相催化氧化為S03，S03經(jīng)過(guò)GGH后進(jìn)入WSA冷凝器被水吸收轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?，并進(jìn)一步濃縮為可銷售的濃硫酸(濃度超過(guò)90％)。第115頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三SNOX工藝最初作為美國(guó)能源部(DOE)Ohio的EdisonNiles電站2號(hào)鍋爐進(jìn)行改造。潔凈煤技術(shù)第二期(CCT-2)的示范項(xiàng)目在裝置從1992年開始運(yùn)行，現(xiàn)在已是該廠主要的大氣污染控制設(shè)備。

特點(diǎn)：與其他脫硫技術(shù)相比，SNOX技術(shù)除消耗氨氣外，不消耗其他化學(xué)品，不產(chǎn)生其他濕法脫硫產(chǎn)生的廢水、廢棄物等二次污染，不產(chǎn)生采用石灰石脫硫所產(chǎn)生的C02(C02作為溫室氣體，其排放也要受到限制)。SNOx技術(shù)具有較低的運(yùn)行和維護(hù)要求，而且具有高的可靠性。不足之處是能耗較大，投資費(fèi)用較高，而且產(chǎn)品濃硫酸的儲(chǔ)存及運(yùn)輸較困難。第116頁(yè)，講稿共130頁(yè)，2023年5月2日，星期三3．SNRB(SOx-NOx-RO

x-BOx)工藝

SNRB工藝是一種新型的高溫?zé)煔鈨艋に?，由B&w公司開發(fā)，能同時(shí)去除SOx、NOx和煙塵，此三種污染物在高溫布袋除塵器內(nèi)去除，SNRB工藝過(guò)程原理如圖SNRB將下列三種功能結(jié)合在一起。①SOx用石灰基或鈉基吸收劑吸收：②采