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煙氣脫硫技術范文1
關鍵字:脫硫;施工技術;排放
前言:近年來,隨著我國經濟的快速發展和工業化水平的顯著提高,大氣污染狀況日益嚴重,我國SO2的排放量已經位居世界第二位,NOx排放量也在持續增長。煙氣脫硫、脫硝已成為我國的一項重要任務,“十一五”規劃將“節能減排”列為重要的約束性指標,要求確保在2010年將我國的SO2排放量降低10%,目前“十一五”時間已經接近尾聲,根據國家發改委的統計2008年底,我國已投運火電廠煙氣脫硫裝機容量超過3.79億千瓦,約占煤電裝機總容量的66%,脫硫建設進入了高峰期。煙氣脫硝方面,已進入大規模工業示范階段,全國累計已有數十個脫硝項目在建設過程中
1.煙氣脫硫脫硝技術推廣意義
在我國一次能源構成和消費中,煤炭所占的比例高達70%,其中燃煤電廠又是我國耗煤和二氧化硫及氮氧化物排放的大戶。因此控制燃煤電廠排放的二氧化硫及氮氧化物,是目前我國大氣污染控制領域最為緊迫的任務之一.占煤炭產量75%的原煤用于直接燃燒,煤燃燒過程中產生嚴重污染。隨著人們環境意識的不斷增強,減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環境的問題正在被億萬人們所關心和重視,尋求解決這一污染措施,已成為當代科技研究的重要課題之一。因此控制SO2的排放量,既需要國家的合理規劃,更需要適合中國國情的低費用、低耗本的脫硫技術。
2.主要技術
2.1磷銨肥法(PAFP)煙氣脫硫技術
磷銨肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process,簡稱PAFP),是我校和四川省環科院、西安熱工所、大連物化所等單位共同研究開發的煙氣脫硫新工藝(國家“七五”(214)項目新技術083號)。其脫硫率≥95%,脫硫副產品為氮硫復合肥料。此技術的特點是將煙氣中的SO2脫除并針對我國硫資源短缺的現狀, 回收SO2取代硫酸生產肥料,在解決污染的同時,又綜合利用硫資源,是一項化害為利的煙氣脫硫新方法。
2.2活性炭纖維法(ACFP)煙氣脫硫技術
活性炭纖維法(Activated Carbon Fiber Process,簡稱ACFP)煙氣脫硫技術是采用新材料脫硫活性炭纖維催化劑(DSACF)脫除煙氣中SO2并回收利用硫資源生產硫酸或硫酸鹽的 一項新型脫硫技術。該技術脫硫率可達95%以上,單位脫硫劑處理能力會高于活性炭脫硫一個數量級以上(一般GAC處理能力為102Nm3/h.t, 而ACF可達104Nm3/h.t)。由于工藝過程簡單,設備少,操作簡單。投資和運行成本低,且能在消除SO2污染同時回收利用硫資源,因而可在電廠鍋爐煙氣、有色冶煉煙氣、鋼鐵廠燒結煙氣及各種大中型工業鍋爐的煙氣SO2污染控制中采用,改善目前煙氣脫硫技術裝置“勉強上得起,但運行不起”的狀況。
2.3軟錳礦法煙氣脫硫資源化技術
MnO2是一種良好的脫硫劑。在水溶液中,MnO2與SO2發生氧化還原發應,生成了MnSO4。軟錳礦法煙氣脫硫正是利用這一原理,采用軟錳礦漿作為吸收劑,氣液固湍動劇烈,礦漿與含SO2煙氣充分接觸吸收,生成副產品工業硫酸錳。該工藝的脫硫率可達90%,錳礦浸出率為80%,產品硫酸錳達到工業硫酸錳要求(GB1622-86)。常規生產工業硫酸錳方法是:軟錳礦粉與硫酸和硫精沙混合反應,產品凈化得到工業硫酸錳。由于我國軟錳礦品位不高,硫酸耗量增大,成本上升。該法與常規生產工業硫酸錳相比是,不用硫酸和硫精沙,溶液雜質也降低,原料成本和工藝成本都有降低,比常規生產工業硫酸錳方法節約成本25%以上, 加之國家對環保產品在稅收上的優惠,競爭力將大大提高
2.4電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術
電子束氨法煙氣脫硫脫硝工業化技術(簡稱CAEB-EPS技術),充分挖掘電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術的潛力,結合中國具體國情,具有投資省、運行費用低、運行維護簡便、可靠性高等獨有的特點,居國際先進水平。CAEB-EPS技術是利用高能電子束(0.8~1MeV)輻照煙氣,將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉化成硫酸銨和硝酸銨的一種煙氣脫硫脫硝技術。
2.5脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫脫硝技術
脈沖電源產生的高電壓脈沖加在反應器電極上,在反應器電極之間產生強電場,在強電場作用下,部分煙氣分子電離,電離出的電子在強電場的加速下獲得能量,成為高能電子(5~20eV),高能電子則可以激活、裂解、電離其他煙氣分子,產生OH、O、HO2等多種活性粒子和自由基。在反應器里,煙氣中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3、NO2,與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3,在有NH3或其它中和物注入情況下生成(NH4)2SO4/NH4NO3的氣溶膠,再由收塵器收集。
2.6石灰石/石膏濕法
該方法是世界上最成熟的煙氣脫硫技術,采用石灰或石灰石乳濁液吸收煙氣中的SO2,生成半水亞硫酸鈣或石膏。優點:①脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時,脫硫效率大于90%);②吸收劑利用率高,可達90%;③設備運轉率高(可達90%以上)。缺點:成本較高、副產物產生二次污染等。
2.7“MN法”煙氣脫硫技術
該技術采用新型脫硫劑MN進行煙氣脫硫,脫硫效率高于95%,吸收劑再生容易,損失率小,無阻塞現象,在脫硫過程種再生可回收利用,投資和運行費用低于類似的“W-L”法脫硫技術。
2.8“檸檬酸鹽法”煙氣脫硫技術
該法采用檸檬酸進行煙氣脫硫,脫硫效率高于90%,由于采用添加劑,吸收劑再生容易,SO2可回收利用,投資和運行費用較低。
2.9催化氧化法煙氣脫硫技術
該法采用適用低濃度的新型催化劑,通過催化氧化,在脫硫過程中,將SO2轉化為硫酸,其脫硫效率高于90%,產品有市場,以國內有關研究為基礎,通過與國外合作研究、國內留學基金資助,其技術正逐步成熟,有望成為一種有競爭力的新型煙氣脫硫技術。
2.10造紙黑液煙氣脫硫技術 該技術利用造紙黑液脫除煙氣中SO2,既治理了SO2煙氣污染又使造紙黑液得以處理,并同時回收生產木質素。
2.11煙氣除塵脫硫一體化技術 以堿性液體(石灰、石灰石、其他堿液廢液)為吸收劑,在一結構緊湊、功能齊全的裝置中去除煙氣中SO2,脫硫效率50~95%,除塵效率>90%,投資省,運行費低,占地面積小,阻力小,適用于35t/h以下鍋爐使用。
2.12微生物煙氣脫硫技術研究
利用微生物作用,將千代田法脫硫的低價鐵氧化為高價鐵,循環使用,脫硫與尾液處理并用。脫硫率>90%,在常溫常壓下,效率優于千代田法,為國家自然科學基金。
2.13等離子法煙氣脫硫技術
煙氣SO2中在高壓脈沖電壓作用下,與加入的NH3反應生成(NH4)2SO4,脫硫效率大于90%,已完成400m3/h的實際燃煤煙氣試驗。該法為國家自然科學基金資助項目。
2.14磷酸鹽法煙氣脫硫技術 該法在對幾十種磷酸鹽進行煙氣脫硫試驗基礎上,優選出一些我國較為豐富價廉的磷酸鹽作為脫硫劑進行煙氣脫硫,其脫硫率高,價廉的磷酸鹽經過脫硫升值較高。如磷礦石脫硫除鎂新工藝。其脫硫率高達90%,還得到副產品MgSO4,具有較好的市場前景。
2.15絡合鐵法煙氣脫硫技術
該法由我校和美國勞倫斯國家實驗室合作研究,并獲國家回國人員資金資助,有關研究表明,采用絡合鐵法煙氣脫硫,脫硫效率可達90%以上,硫可回收利用,脫硫劑再生容易,損失率低。
3.發展與趨勢
煙氣脫硫脫硝的工業系統大多數為連續式物料反應和加工過程,它處理的主要是物質-能量流,涉及復雜的化學反應和物理狀態變化,連續性和多變量是其顯著特點。其次,新的工藝過程層出不窮,系統日趨大型化、復雜化,現代的研究和開發工作投資大、周期短、風險大、競爭激烈;過程裝備與生產工藝即加工流程性材料緊密結合,有其獨特的過程單元設備和工程技術,與一般機械設備完全不同,有其獨特之處。因此,現有的一些工程技術方法和經典計算技術在某些場合顯得力不從心,有必要從宏觀整體上對過程系統作出描述和把握。現有的煙氣脫硫脫硝工藝開發大都沿用傳統的思維模式,主要有因次分析、經驗放大、數學模型等方法,基于這些方法進行"設計-臺試-小試-中試-工程應用"的逐級放大過程,曠日持久且費用高昂。
4.結束語
通過對我國在煙氣脫硫、脫硝技術領域現狀的分析,針對我國煙氣脫硫、脫硝技術開發過程中遭遇的難以突破的瓶頸,提出了在突發的社會需求、國外技術搶占市場的條件下,開發出一種在較少資金投入、較短時間內開發出技術成熟度高、滿足市場要求的煙氣脫硫、脫硝技術的共性開發設計平臺。希望通過在煙氣脫硫、脫硝共性開發設計技術領域的探索能夠為我國煙氣脫硫、脫硝工程技術的發展提供參考,同時希望我國積極支持環保開發設計技術的共性化和平臺化創新,為我國環保工程技術的發展提供可靠技術保證。
參考文獻:
煙氣脫硫技術范文2
關鍵詞:燒結機;煙氣脫硫;
中圖分類號: G353.11 文獻標識碼:A文章編號:
引言:
隨著我國經濟和能耗的快速增長,SO2排放量呈逐年上升趨勢,1995年我國SO2排放量已達2.43 kt/a,居世界首位。酸雨及SO2污染達國土面積的46%,硫沉降量超臨界負荷面積為210萬km2,占國土面積的21.9%。每年因酸雨造成損失達1000億元人民幣,酸雨及SO2污染已嚴重制約我國經濟和社會發展。
1.實施燒結機脫硫工程的意義
從政策角度來看,國家已將燒結機脫硫納入今明兩年脫硫工程的重點。眾所周知,電力、鋼鐵行業是排放二氧化硫的主要行業,而隨著電力企業脫硫設施的建設、運行,實施鋼鐵燒結機脫硫工程已提上重要議程,成為今后二氧化硫減排任務的主要依托。國家、省、市也將在政策、資金上給予燒結機脫硫工程必要的支持。全面啟動燒結機脫硫工程,也是落實科學發展觀,建設生態社會的重要措施之一。
2.燒結煙氣的特點及脫硫難點
燒結煙氣是混合料點火后,隨臺車運行,在高溫燒結過程中產生的含塵廢氣。燒結機生產時產生的煙氣中SO2濃度變化很大,其頭部和尾部煙氣SO2濃度低中部濃度高。燒結料中鐵氧化物會起到催化劑的作用,將部分SO2催化氧化為SO3。礦粉中的一部分有機硫轉入氣相呈單質硫并被氧化,由于燒結過程存在溫度不均勻,排出煙氣中還含有H2S和CaS。另外,混合料中的氯化物也會在燒結過程中生成可揮發性氯化物進入煙氣。燒結煙氣的特點決定了燒結煙氣脫硫的特性和難點,其無法直接照搬電廠脫硫技術。否則還會對燒結主工藝產生影響,其結果就是直接導致脫硫系統無法長期穩定運行。同時,更無法簡單移植國外的脫硫技術。因為我國國產鐵精粉礦含硫率較高,一般為0. 2% ~0. 7%是進口鐵精粉礦含硫率的15~20倍,另外我國焦炭的含硫也相對較高,這些是阻礙燒結煙氣技術發展的所在。
3.燒結機煙氣二氧化硫控制技術
鋼鐵行業燒結煙氣中含有二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、水、氧氣、氟化氫、氯化氫等復雜成分,且煙氣流量、煙氣溫度等工況參數波動較大,難以進行脫硫治理。目前,國外主要有二種對策:一是選用低硫的原料,二是煙氣脫硫。國內對燒結煙氣二氧化硫的控制方法主要有低硫原料配入法,高煙囪擴散稀釋法和煙氣脫硫法。其中煙氣脫硫技術包括氨法、石灰石膏法、活性碳吸收法等。目前大部分企業選用的煤質較好,在低硫原料和高煙囪擴散稀釋上對二氧化硫的排放進行了有效控制。燒結機煙氣脫硫的方法雖然很多,但國內實際應用較少,應用時間也較短,效果并不明顯。煙氣脫硫(FGD)是目前世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方式,是治理燒結煙氣二氧化硫污染的有效方法之一。脫硫方法按工藝特點分為濕法、半干法和干法三種。按副產品處置方式分為回收流程和拋棄流程。
3.1石灰/石灰—石膏法
該法用石灰石或石灰的乳濁液吸收煙氣中的二氧化硫, 生成半水硫酸鈣或石膏,其技術成熟,脫硫效率高,可達90 %。但投資和占地面積都大,運行成本高,副產品石膏的銷路存在問題。目前國外工業煙氣脫硫主要采用這一方法,占已建成煙氣脫硫裝置的83.7 %。大部分鋼鐵企業建廠時間都很長,存在廠地面積小、設備陳舊等問題,給脫硫改造帶來了許多困難。石灰石—石膏脫硫法占地面積大,由于大部分電廠均采用石灰/石灰—石膏法進行脫硫,產生的副產品目前已經出現滯銷現象,再加上燒結機的煙氣量變化較大,石灰石濕法脫硫技術不適用于廠地面積較小的老鋼鐵廠。
3.2噴霧干燥法
該法是以石灰乳為吸收劑的半干法脫硫,脫硫率為80%~90%,投資比石灰石膏法低,但副產品要廢棄,該法占已建成煙氣脫硫裝置的8.4%。噴霧干燥法產生的副產品無利用價值,同時大量堆放過多的副產品會對周圍環境造成二次污染,不適于廠區面積較小、廠區設在市內的鋼鐵企業。
3.3氨—硫銨法
氨—硫銨法燒結煙氣脫硫工藝,是把燒結廠的煙氣脫硫和焦化廠的煤氣脫氨相結合的一種“化害為利”的綜合處理工藝。其脫硫率達 90%以上,脫硫副產品為硫銨化肥,純度為 96%以上。對于中小型規模的燒結機廠有利于保證脫硫設施的穩定運行。
3.4 ENS 半干法
德國 ENS 半干法采用一定粒徑要求的 Ca/Mg(OH)2干粉作為吸附劑,通過輸送系統和投加器進入煙氣管道,由煙氣帶入反應塔。在反應塔內與霧化系統的水霧接觸,使堿性干粉表面濕潤,酸性氣體同時濕潤,附著并與濕潤堿性物發生反應,生成鈣/鎂鹽,反應后的煙氣及鹽粒在反應塔下部被煙氣的余熱干燥,進入除塵器,煙塵被除塵器收集,凈化后的煙氣經風機送煙囪排放。除塵器的部分收集塵返回反應塔管道,強化反應和再利用。半干法技術克服了酸性氣體處理中濕法技術存在的工程難題,德國工業界目前已大量采用半干法技術。我國燒結機脫硫起步較晚,燒結機脫硫更是剛剛啟動,還少有經驗和規律可循。采用何種脫硫工藝,這是擺在鋼鐵企業決策者面前的一道難題。由于目前鋼廠需要硫酸,燒結機脫硫的工藝是以回收二氧化硫和硫酸生產相結合的工藝,比如氨—硫銨法、ENS 半干法,因占地空間較小,比較適合老鋼廠的脫硫改造。
4.燒結煙氣脫硫技術發展趨勢
燒結煙氣脫硫的研究,日本居于世界領先地位,日本在20世紀70年代建設的大型燒結機,先后采用了燒結煙氣脫硫法,脫硫方式為濕式吸收法。進入20世紀80年代以后,考慮到資源的綜合利用,燒結煙氣脫硫技術均向回收利用資源的方向發展。
4.1 新日鐵的活性焦炭吸收法
日本新日鐵于1987年在名古屋鋼鐵廠燒結機設置了1套利用活性炭吸附燒結煙氣脫硫、脫硝裝置,處理煙氣量為90萬m3/h,投資55億日元,年運行費用約10億日元。其工藝流程為:燒結機旋風除塵器主風機升壓鼓風機燒結排煙脫硫、脫硝、除塵設備煙囪。燒結機排出的煙氣經旋風除塵器簡單除塵后,粉塵質量濃度由1000mg/m3降為 250 mg/m3,由主風機排出,經升壓鼓風機后送往吸收塔,在吸收塔的入口處添加脫硝所需的氨氣。經吸收塔內的活性焦炭脫硫、脫硝和除塵后,從煙囪排出。活性焦炭吸收法平時運行維護費用較高,運行脫硫設施不僅會影響鋼廠產量,還會增加過大的運行成本,不適合設施陳舊的大型鋼鐵廠。
4.2 氨硫銨法燒結煙氣脫硫
氨硫銨法燒結煙氣脫硫工藝,是把燒結廠的煙氣脫硫和焦化廠的煤氣脫氨相結合的一種/化害為利0的綜合處理工藝。由吸收、氧化和后處理部分組成,其脫硫率達90%,脫硫副產品為硫氨化肥,純度為96%以上。
5.結語:
實施鋼鐵燒結機脫硫工程,無論從政策、經濟、環保、社會等角度看,其意義都非常重大。是實現節能減排的目標、建設生態省、實現經濟社會全面協調可持續發展的一項重要措施。
參考文獻:
[1]楊懷東. 燒結煙氣脫硫技術探討[J]. 工業安全與環保,2006,32(3):12- 13.
[2]楊 . 二氧化硫減排技術與煙氣脫硫工程[M]. 北京:冶金工業出版社,2004.
煙氣脫硫技術范文3
關鍵詞:煙氣脫硫 二氧化硫 干法
我國的能源以燃煤為主,占煤炭產量75%的原煤用于直接燃燒,煤燃燒過程中產生嚴重污染,如煙氣中CO2是溫室氣體,SOx可導致酸雨形成,NOX也是引起酸雨元兇之一,同時在一定條件下還可破壞臭氧層以及產生光化學煙霧等。總之燃煤產生的煙氣是造成中國生態環境破壞的最大污染源之一。中國的能源消費占世界的8%~9%,SO2的排放量占到世界的15.1%,燃煤所排放的SO2又占全國總排放量的87%。中國煤炭一年的產量和消費高達12億噸,SO2的年排放量為2000多噸。據估算,每削減1萬噸SO2的費用大約在1億元左右,到2010年,要保持中國目前的SO2排放量,投資接近1千億元,如果想進一步降低排放量,投資將更大。隨著人們環境意識的不斷增強,減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環境的問題正在被億萬人們所關心和重視,尋求解決這一污染措施,已成為當代科技研究的重要課題之一。
煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一,按工藝特點主要分為濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫。干法脫硫技術與濕法相比具有投資少、占地面積小、運行費用低、設備簡單、維修方便、煙氣無需再熱等優點,但存在著鈣硫比高、脫硫效率低、副產物不能商品化等缺點。
自20世紀80年代末,經過對干法脫硫技術中存在的主要問題的大量研究和不斷的改進,現在已取得突破性進展。有代表性的噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術、爐內噴鈣尾部增濕法、煙氣循環流化床技術、爐內噴鈣循環流化床技術等一批新的煙氣脫硫技術已成功地開始了商業化運行,其脫硫副產物脫硫灰已成功地用在鋪路和制水泥混合材料方面。這一些技術的進步,迎來了干法、半干法煙氣脫硫技術的新的快速發展時期。現主要談談三種干法脫硫技術
1、電子射線輻射法煙氣脫硫技術
電子射線輻射法是日本荏原制作所于1970年著手研究,1972年又與日本原子能研究所合作,確立的該技術作為連續處理的基礎。1974年荏原制作所處理重油燃燒廢氣,進行了1000Nm3/h規模的試驗,探明了添加氨的輻射效果,穩定了脫硫脫硝的條件,成功地捕集了副產品和硝銨。現日本荏原制作所與中國電力工業部共同實施的“中國EBA工程”已在成都電廠建成一套完整的煙氣處理能力為300000Nm3/h的電子束脫硫裝置,設計入口SO2濃度為1800ppm,在吸收劑化學計量比為0.8的情況下脫硫率達80%,脫硝率達10%。
該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體捕集四道工序組成。溫度約為150℃左右的煙氣經預除塵后再經冷卻塔噴水冷卻道60~ 70℃左右,在反應室前端根據煙氣中SO2及NOX的濃度調整加入氨的量,然后混合氣體在反應器中經電子束照射,排氣中的SO2和NOX受電子束強烈作用,在很短時間內被氧化成硫酸和硝酸分子,被與周圍的氨反應生成微細的粉粒(硫酸銨和硝酸銨的混合物),粉粒經集塵裝置收集后,潔凈的氣體排入大氣。
2、爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術
爐內噴鈣尾部增濕也作為一種常見的干法脫硫工藝而被廣泛應用。雖然噴鈣尾部增濕脫硫的基本工藝都是將CaCO3粉末噴入爐內,脫硫劑在高溫下迅速分解產生CaO,同時與煙氣中的SO2反應生成CaSO3。由于單純爐內噴鈣脫硫效率往往不高(低于20%~50%),脫硫劑利用率也較低,因此爐內噴鈣還需與尾部增濕配合以提高脫硫效率。該技術已在美國 、日本、加拿大和歐洲國家得到工業應用,是一種具有廣闊發展前景的脫硫技術。
LIFAC脫硫技術是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發成功并投入商業應用的該技術是將石灰石于鍋爐的800℃~1150℃部位噴入,起到部分固硫作用,在尾部煙道的適當部位(一般在空氣預熱器與除塵器之間)裝設增濕活化反應器,使爐內未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)2,進一步吸收SO2,提高脫硫率。
LIFAC技術具有占地小、系統簡單、投資和運行費用相對較、無廢水排放等優點,脫硫率為60%~80%;但該技術需要改動鍋爐,會對鍋爐的運行產生一定影響。我國南京下關電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進的LIFAC脫硫技術和設備目前已投入運行。
3、爐內噴鈣循環流化床反應器煙氣脫硫技術
爐內噴鈣循環流化床反應器脫硫技術是由德國Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發的。該技術的基本原理是:在鍋爐爐膛適當部位噴入石灰石,起到部分固硫作用,在尾部煙道電除塵器前裝設循環流化床反應器,爐內未反應的CaO隨著飛灰輸送到循環流化床反應器內,在循環硫化床反應器中大顆粒CaO被其中湍流破碎,為SO2反應提供更大的表面積,從而提高了整個系統的脫硫率。本工藝流程的脫硫效率可達95%以上,造價較低,運行費用相對不高,是一種較有前途的脫硫工藝。
煙氣脫硫技術范文4
[關鍵詞]煙煤鍋爐及爐窯;濕式煙氣脫硫;脫硫效率測試;二氧化硫質量濃度;一氧化碳質量濃度
中圖分類號:TF704.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)24-0048-01
燃煤鍋爐及窯爐濕法煙氣脫硫技術方法主要有氨法、鈣法、鈉法、鎂法、堿式硫酸鋁法、磷氨肥法,其中以鈣法濕式石灰石-石膏煙氣脫硫工藝應用最為廣泛【1】。實際工作中,按照《工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規范》(HJ462-2009)(以下簡稱技術規范)規定的方法測試鈣法濕式石灰石-石膏煙氣脫硫工藝的脫硫效率,測試過程過于繁瑣,要測量測試煙道截面積、煙氣動壓、煙氣靜壓、煙氣流速、煙氣濕度、煙氣溫度、現場大氣壓力、現場環境溫度等多個技術參數,而且測試結果誤差大,因此,探討鈣法濕式石灰石-石膏煙氣脫硫工藝脫硫效率的快速且準確的測試技術是非常必要的。
1 影響煙氣脫硫效率測試結果準確度的因素
技術規范規定,脫硫效率為煙氣通過脫硫裝置脫除的二氧化硫的量與脫硫前煙氣中所含二氧化硫量的比值,按以下公式計算【2】:
m=(C塔前硫×Q塔前-C塔后硫×Q塔后)/(C塔前硫×Q塔前)×100% (1)
式中:m―脫硫塔脫硫效率
C塔前硫―脫硫塔前煙氣中SO2質量濃度,mg/m3;
Q塔前―脫硫塔前煙氣流量,m3/h ;
C塔后硫―脫硫塔后煙氣中SO2質量濃度,mg/m3;
Q塔后―脫硫塔后煙氣流量,m3/h。
按照技術規范規定測試鈣法濕式脫硫塔的脫硫效率,影響測試結果準確度的因素有煙道截面積、煙氣動壓、煙氣靜壓、煙氣流速、煙氣濕度、煙氣溫度、現場大氣壓力、現場環境溫度、二氧化硫質量濃度等技術參數的測試,其中煙氣濕度測試技術復雜一些,對脫硫效率測試結果影響最大。煙氣濕度測試方法主要有冷凝法、重量法、干濕球法【3】。燃煤鍋爐煙氣二氧化硫應用濕法脫除,所排煙氣含水量很大,應用以上三種方法測試,每種方法測試誤差都很大(尤其在高寒地區),從而嚴重影響脫硫效率測試結果的準確度。
2 鈣法濕式脫硫過程煙氣組成的變化
燃煤工業鍋爐及窯爐的煙氣主要由懸浮的少量顆粒物、燃燒產物、未燃燒和部分燃燒的燃料、氧化劑以及惰性氣體(主要為氮氣)等組成。燃燒可能釋放出的污染物有:二氧化碳、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、煙、飛灰、金屬及其氧化物、金屬鹽類、醛、酮和稠環碳氫化合物等。濕式石灰石-石膏煙氣脫硫工藝是采用石灰石或者石灰漿液脫除煙氣中二氧化硫的方法。反應機理是:用石灰石或者石灰漿液吸收煙氣中的二氧化硫,首先生成亞硫酸鈣【4】:
CaCO3+SO2+0.5H20CaSO30.5H2O+CO2
CaO+SO2+0.5H2OCaSO30.5H2O
經過脫硫塔后的煙氣中的各種污染物,二氧化硫量減少,二氧化碳量增加,同時,少量氮氧化物也與堿性石膏反應,煙、飛灰、金屬及其氧化物、金屬鹽類、醛、酮和稠環碳氫化合物等污染物也不同程度地被石膏吸收,而一氧化碳由于其特殊的物理性質和化學性質,在煙氣脫硫過程中很穩定,可用公式表示為:
C塔前碳×Q塔前=C塔后碳×Q塔后 (2)
式中:C塔前碳―脫硫塔前煙氣CO質量濃度,mg/m3;
Q塔前―脫硫塔前煙氣流量,m3/h ;
C塔后碳―脫硫塔后煙氣中CO質量濃度,mg/m3;
Q塔后―脫硫塔后煙氣流量,m3/h。
嚴格地說,脫硫時鼓入脫硫塔內的用于氧化的空氣必然帶入一氧化碳【5】,但這部分一氧化碳量較煙氣中的一氧化碳量相比很少,可以忽略不計,因此公式(2)是成立的。
3 鈣法濕式脫硫煙氣脫硫效率的快速測試
根據上述討論,我們將(1)式中等式右邊的的分子、分母同時除以C塔前碳×Q塔前并同時考慮C塔前碳×Q塔前= C塔后碳×Q塔后,顯然,(1)式的計算結果是不變的,則(1)式變換為:
m=[1-(C塔后硫×Q塔后(C塔后碳×Q塔后)/(C塔前硫×Q塔前)(C塔前碳×Q塔前)]×100% (3)
將(3)式化簡為:
m=[1-C塔后硫C塔后碳)/(C塔前硫(C塔前碳)]×100% (4)
應用公式(4)測試鈣法濕式脫硫效率的優點是:不需測試煙道截面積、煙氣動壓、煙氣靜壓、煙氣流速、煙氣濕度、煙氣溫度、現場大氣壓力a、現場環境溫度等多個技術參數,僅需通過測試脫硫塔前后的煙氣二氧化硫與一氧化碳的質量濃度等2個技術參數。如果煙氣二氧化硫及一氧化碳均采用儀器法現場測量【6】,即可現場快速計算煙氣脫硫效率。與技術規范規定的煙氣脫硫效率測試方法相比,該方法減少了多參數測試誤差,提高了煙氣脫硫效率測試結果的準確度。
4 結語
通過測試煙氣中二氧化硫和一氧化碳的質量濃度從而測試出鈣法濕式脫硫煙氣脫硫效率的測試方法較技術規范規定的測試方法簡便得多,從理論上講,該方法也是科學可靠的,可以在實際工作中推廣使用。
參考文獻
[1] 王玉斌主編.大氣環境工程師實用手冊[M],北京,中國環境科學出版社,2003:33.
煙氣脫硫技術范文5
“十二五”煙氣脫硫市場需求在1000億以上。“十二五”期間國內脫硫市場需求將主要來自于電廠新增產能的配套新建、現有脫硫裝置的提標改造、電廠的第三方特許經營推廣、以及鋼鐵等行業的脫硫改造。預計總體國內市場需求容量超過1000億元。火電脫硫工程市場競爭相對成熟,而電廠特許經營仍處于起步階段。
一、節能減排相關的主要規定及政策
“十一五”期間,國家將“節能減排”作為經濟發展重要工作目標之一,火力發電行業作為國家重點監控行業,是國家“節能減排”工作的重中之重。
1.節能相關主要規定及政策
《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》提出“十一五”期間單位國內生產總值能源消耗降低20%左右,主要污染物排放總量減少10%的目標。
2006年8月6日頒布的《國務院關于加強節能工作的決定》(國發〔2006〕28號)指出:“充分認識加強節能工作的重要性和緊迫性,必須把節能擺在更加突出的戰略位置,把節能工作作為當前的緊迫任務;著力抓好重點領域節能,大力推進節能技術進步。”
2006年12月國家發改委和科學技術部聯合頒布的《中國節能技術政策大綱(2006年)》將“在煤粉鍋爐中推廣氣化微油、等離子體點火等節油或無油點火穩燃節能技術”作為重點生產工藝節能技術。
2008年8月1日頒布的《國務院關于進一步加強節油節電工作的通知》(國發〔2008〕23號)提出的節油、節電的主要措施包括“所有火電廠(包括新建電廠)燃煤鍋爐都要采用等離子體無油、小油槍等微油點火技術和低負荷穩燃技術,降低油耗”。
2.限制氮氧化物排放的有關規定
自2003年7月1日起實施的《排污費征收標準管理辦法》(環保總局等4部委令第31號)規定,氮氧化物在2004年7月1日前不收費,2004年7月1日起按每公斤0.63元收費。
2004年1月1日起實施的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003),涵蓋了各種容量的煤粉發電鍋爐,分三個時段,對不同時期的火電廠建設項目分別規定了排放控制要求,其中,火力發電鍋爐及燃氣輪機組氮氧化物最高允許排放濃度執行下表規定的限值。第3時段火力發電鍋爐須預留煙氣脫除氮氧化物裝置空間。
2008年1月3日的《國家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”規劃》(環發〔2008〕1號)指出:“研究結果表明,近年來我國的氮氧化物排放量逐年增加,已達到2,000萬噸左右,且排放增幅超過二氧化硫。監測結果表明,雖然我國的酸雨污染仍以硫酸型為主,但是氮氧化物對酸雨的貢獻率呈逐年上升的趨勢。要解決我國的酸雨等區域大氣環境問題,亟需采取有效措施控制氮氧化物排放。”并在排放總量控制目標中確定:“到2010年,基本控制氮氧化物排放量增長趨勢,單位發電量氮氧化物排放強度有所下降。到2020年氮氧化物排放得到有效控制。”
國家環保部副部長吳曉青在2009年2月18日召開的全國環保科技工作會議上指出:“2009年要針對目前實現污染減排目標的嚴峻形勢,面向污染源頭控制、總量削減、達標排放和改善生態環境等環節的科技需求,逐步建立比較完備的污染減排環保科技支撐體系,特別要適應開展氮氧化物排放削減和控制的需要,盡快制訂氮氧化物排放標準,出臺氮氧化物污染防治技術政策。”
2009年7月,國家環保部了《火電廠大氣污染物排放標準》(征求意見稿)。在《火電廠大氣污染物排放標準》(征求意見稿)中規定:自2010年1月1日起,新建、擴建、改建火電廠建設項目氮氧化物排放濃度重點地區不高于200mg/m3,其他地區不高于400mg/m3。至2015年1月1日,所有火電機組氮氧化物排放濃度都要求重點地區不高于200mg/m3,其他地區不高于400mg/m3要求。重點地區的范圍由國務院環境保護行政主管部門或省級人民政府規定。首選應為長三角、珠三角、京津冀(環渤海)區域,在改善這些地區區域大氣污染的同時,積累經驗、培育脫硝產業發展,在此基礎上逐步擴大重點控制區域的范圍。
從國家環保部政策制定的趨勢看,將對2004年1月1日起實施的《火電廠大氣污染物排放標準》進行修改,制定更為嚴格的氮氧化物排放標準。
二、煙氣脫硫的技術方法
二氧化硫的治理可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后進行三大類。燃燒前是指對燃料進行處理,如洗煤、氣化、液化等;燃燒中是指爐內脫硫,如流化床燃燒脫硫、爐內噴鈣脫硫、型煤固硫和利用脫硫添加劑等;燃燒后脫硫即指煙氣脫硫,目前國內采用的脫硫技術中,主要采用的方法仍然是煙氣脫硫。煙氣脫硫技術主要有以下幾種:
1.石灰石-石膏法
目前在國外廣為采用,優點是技術成熟,高效穩定,脫硫率高,一般可達95%,吸收劑利用率高,設備運轉率高;缺點是投資額及運轉費用高。
2.海水脫硫法
特點是采用天然海水作為吸收劑,節省吸收劑制備系統,工藝簡單,可用率高,無脫硫灰渣生成,脫硫效率高。
3.噴霧干燥法
優點是基建投資較濕法低,不需要設備廢水處理和煙氣再加熱系統,能耗低,約占發電量的0.5%~1%,流程簡單,占地小。缺點是需要純度較高的石灰石作為吸收劑,脫硫率較低,脫硫產物難利用,適用于燃燒中、低硫煤的鍋爐。
4.噴鈣增濕法
工藝簡單,占地小,吸收劑消耗量大,適用于低硫鍋爐。
5.電子束法
煙氣脫硫技術范文6
關鍵詞:氨法煙氣;脫硫脫硝;技術;應用;分析和研究
中圖分類號:F40 文獻標識碼:A
1概述
當前,人們的觀念已經有了極大的改變,不再是只重視經濟發展而忽略環境污染的時代了,為了獲得更好的生活體驗,人們開始注重身邊的生活環境,國家的政策導向也偏向了這個方向。氨法煙氣技術的產生也隨之應用而生,它主要應用于火電行業,比如燃煤電廠等,通過使用氨法煙氣技術,可以有效減少這些企業帶來的環境污染,減少SO2和NOx化合物的排放,降低其排放量,真正實現脫硫脫硝的功效,使得這些物質的排放達到國家的標準,給人們帶來舒適生活的同時,保證人們在美好的環境中能夠健康的生活和成長,實現可持續發展。
2氨法煙氣同時脫硫脫硝技術的應用
2.1氨法煙氣同時脫硫脫硝技術之電子束法
電子束法是氨法煙氣技術之一,它可以做到同時脫硫脫硝的功效,這種方法的效率高,作用大,其工作原理是通過使用物理和化學的方法,由于在電子束的照射下,氮氧化合物和二氧化硫會從低價轉化為高價,高價的氮氧化合物和硫化物遇到水后,就會生成硝酸和硫酸,與氮氫化合物作用后,可以生成硫酸銨和硝酸銨,可以作為肥料被二次利用。對于這種技術的發展現狀,它源自日本,德國開始最初研究關于其脫硫脫硝的工藝,但是,在三十年后,才真正從試驗階段推向實際的市場應用,并獲得了廣泛的好評和使用率。由于,通過電子束法的脫硫脫硝工藝的脫硫率和脫硝率很高,成本低,而且還沒有廢物產生,因此,有很大的發展潛力。其工藝特點為通過物理方法,轉變化合物的價態,實現原理簡單、清晰、不復雜,并能實現其相應的應用效果,副產物的產生沒有危害,并能實現氮硫資源的綜合利用,成本低,適用于含硫量較高的燃煤發電企業,在現代科學技術的推動下,該項技術將會發揮自身特點,實現數分鐘內根據實際情況調整工作狀態,滿足脫硫脫硝工作需求,盡最大可能減少氮硫化合物的排放。
2.2氨法煙氣同時脫硫脫硝技術之脈沖電暈法
脈沖電暈法是氨法煙氣的技術之一,它可以做到同時脫硫脫銷的功效。它的英文名稱是PPCP,這種方法主要是利用脈沖電源的高壓,在反應容器中將煙氣在高壓的環境下,變為等離子體,等離子體的性質是具有高的能量,其實質就是進行了能量的轉換,這樣,在反應容器中,一部分粒子由于失去電子帶正電,一部分粒子由于得到電子帶負電,于是,就形成了電場,在電場中,這些等離子體的狀態很不穩定,形成了離子和自由基,在此作用下,煙氣就會和其產生化學反應,即氧化還原反應,經過氧化還原反應的煙氣生成的物質,大部分是液體或者是固體,比較容易被收集,實現脫硫脫硝的效果。這種方法的脫硫脫硝的效果和電子束法的類似,其實現效果顯著。在實現工藝上,其設備簡單,不需要繁瑣的電子加速器過程,成本低,僅僅需要通過加熱來使分子的運動速度加快,產生的氮硫化合物可以二次利用,而且對環境無污染、無危害,能實現較好的脫硫脫硝效果。這種工藝發展比較早,相對比較成熟,但是,仍然需要不斷的探索和創新,增強該工藝的水平,保證該工藝的脫硫和脫硝率的效果更加顯著,不僅符合國家標準的同時,使得生產資源能夠重復利用,從而贏得更好的經濟效益。
2.3氨法煙氣同時脫硫脫硝技術之活性炭吸附法
活性炭吸附法也是氨法煙氣的技術之一,它也能實現脫硫脫硝的效果和工藝。它是一種物理方法的實現,與上述兩種方法不同的是,它的實現不需要化學方法,也不會產生化學物質的副產物,實現起來也比較容易和簡單。這種技術的研發主要是日本和德國先提出來的,將煙氣經過水并將相應的氮氧化合物和氮硫化合物溶解于水中,利用活性炭的吸附功能吸附相應的物質,實現脫硫脫硝的作用。當然,吸附在活性炭中的物質也可以經過相應的處理,利用化學反應,將氮氧化合物經過氧化還原反應轉變為氮氣,將硫化合物經過氧化還原反應轉變為固體硫,活性炭吸附的物質經過處理取出后,還可以再次使用,減少了金錢和資源的浪費,而且操作簡單,設備不復雜,活性炭資源豐富,投資低,效果大,還能節能,不需要很多安全性問題和設備造價的問題,在燃煤企業獲得廣泛的應用和好評,其已經普遍獲得國際和國家燃煤企業的認可,并仍然在繼續進行著相關的研究,保證活性炭的氨法煙氣工藝摒除其不良性能,比如運行效率不穩定,脈沖電源性能不好的問題,爭取實現其效果的最優化。
3氨法煙氣同時脫硫脫硝技術的發展趨勢
只要存在火電廠,就會產生氮氧化合物和硫氧化合物,因此,火電企業必須致力于發展氨法煙氣技術,保證企業的脫硫脫硝的效率和氮氧化合物與硫氧化合物的排放符合國家標準。對于脫硫脫硝技術,上述只是簡單的闡述了現在火電企業中使用的基本方法,當然,在未來,還會有更多先進的方法和工藝,提升脫硫脫硝技術的水平和效率。通過上述三種方法的講述,不能看出,脫硫脫硝技術使用了物理方法和化學方法,它是涉及多學科多領域的一門綜合性技術。氨法煙氣同時脫硫脫硝的技術的發展趨勢是在設備上,更加簡潔,造價低和安全性更高,在實現脫硫脫硝的同時,還可以將生成的副產物進行二次利用,比如配置一定濃度的硫酸,為一些需要的企業服務,轉變為化肥,為農業生產做貢獻。在火電廠實現經濟效益的同時,也保護了我們身邊生存的環境。
結語
氨法煙氣同時脫硫脫硝的技術的應用仍然需要進一步的研究和探索,需要根據不同火電廠的情況和實際環境,進行綜合考量,采用何種技術進行脫硫脫硝,注重理論研究的同時,也要具體情況具體分析,最大程度的擴大其工藝水平和脫硫脫硝的效率。
參考文獻
[1]于麗新,杜楊.氨法煙氣同時脫硫脫硝技術應用與展望[J].東北電力技術,2011,12(11):84-86.