濱海新脫硫脫硝工藝*專業(yè)

"每個禮拜一，都是我們聚焦秦淮河的時間，期待每一位關(guān)心、愛護秦淮河的市民，東方衛(wèi)報025-，保護督察辦公室5月11日公布，正在7省市進行第三批保護督察的7個督察組已完成階段省級層面督察任務(wù)，誠然，時代在發(fā)展，經(jīng)濟在進步，藍色可以無限創(chuàng)造，但藍天永遠無法。針對這些問題，堯都區(qū)*對山西鼎浩能源有限公司處以10萬元罰款；臨汾市*對萬鑫達焦化處以20萬元罰款；實際上，三是積極轉(zhuǎn)化評估結(jié)果。

一、脫硫技術(shù)
目前煙氣脫硫技術(shù)種類達幾十種，按脫硫是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫分為：濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術(shù)較為成熟，效率高，操作簡單。

1.濕法煙氣脫硫技術(shù)
優(yōu)點：濕法煙氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快，脫硫效率高，一般均高于90%，技術(shù)成熟，適用面廣。濕法脫硫技術(shù)比較成熟，生產(chǎn)運行可靠，在眾多的脫硫技術(shù)中，始終占據(jù)主導(dǎo)地位，占
分類：常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。

2.干法煙氣脫硫技術(shù)

優(yōu)點：干法煙氣脫硫技術(shù)為氣同反應(yīng)，相對于濕法脫硫來說，設(shè)備簡單，面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理等。

缺點：但反應(yīng)速度慢，脫硫率低，*的可達60-80%。但目前此種脫硫效率較低，吸收劑利用率低，磨損、結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴重，在設(shè)備方面難度較大，設(shè)備運行的性、可靠性不高，且壽命較短，了此種的應(yīng)用。

分類：常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑法、金屬氧化物脫硫法等。
典型的干法脫硫是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈣，達到脫硫的目的。

干法煙氣脫硫技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)有應(yīng)用于于大型轉(zhuǎn)爐和高爐的例子，對于中小型高爐該則不太適用。干法脫硫技術(shù)的優(yōu)點是工藝簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴散，不會產(chǎn)生“白煙"現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、面積大，操作技術(shù)要求高。常見的干法脫硫技術(shù)有。

A.活性碳吸附法：

原理：SO2被活性碳吸附并被催化氧化為(SO3)，再與水反應(yīng)生成H2SO4，飽和后的活性碳可通過水洗或加熱再生，同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可副產(chǎn)品H2SO4，液態(tài)SO2和單質(zhì)硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫資源。該技術(shù)經(jīng)西安交通大學(xué)對活性炭進行了改進，出成本低、選擇吸附性能強的ZL30，ZIA0，進一步完善了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達到95.8%，達到排放標準。

B.電子束輻射法：

原理：用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和(NO2)，一步生成H2SO4和(NaNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。

C.荷電干式吸收劑脫硫法(CD.SI):

原理：吸收劑以高速流過單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū)，使吸收劑帶有靜電荷，當(dāng)吸收劑被到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分，使脫硫效率大幅度。此為干法處理，無設(shè)備污染及結(jié)垢現(xiàn)象，不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品還可以作為肥料使用，無二次污染物產(chǎn)生，脫硫率大于90%，而且設(shè)備單，適應(yīng)性比較廣泛。但是此脫硫靠電子束產(chǎn)生高能電子;對于一般的大型企業(yè)來說，需大功率的電子，對人體有害，故還需要屏蔽，所以運行和要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置，煙中SO2的脫硫達到排放標準。

D.金屬氧化物脫硫法：

原理：根據(jù)SO2是一種比較活潑的氣體的特性，氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬鹽。然后對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫，雖然沒有污水、廢酸，不造成污染，但是此也沒有推廣，主要是因為脫硫效率比較低，設(shè)備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術(shù)的關(guān)鍵是新的吸附劑。

以上幾種SO2煙氣治理技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是工藝復(fù)雜，運行費用高，防污不，造成二次污染等不足，與我國實現(xiàn)經(jīng)濟和發(fā)展的大方針不相適應(yīng)，故有必要對新的脫硫技術(shù)進行和研究。

3.半干法煙氣脫硫技術(shù)

半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末一顆粒噴動床脫硫、煙道脫硫等。

A.噴霧干燥法：

噴霧干燥脫硫是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的表面積，在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下，此種的脫硫率65%～85%。其優(yōu)點：脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進行，工藝設(shè)備簡單，生成物為干態(tài)的CaSO、CaSO，易處理，沒有嚴重的設(shè)備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。缺點：自動化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。所以，選擇合理的吸收劑是解決此面臨的新難題。

B.半干半濕法：

半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間，該主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術(shù)的特點是：投資少、運行費用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù)，但仍可達到70%tn，并且腐蝕性小、面積少，工藝可靠。工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫與濕法脫硫相比，省去了制漿，將濕法脫硫中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。與干法脫硫相比，克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應(yīng)效率低、反應(yīng)時間長的缺點，了脫硫劑的利用率，且工藝簡單，有很好的發(fā)展前景。

C.粉末一顆粒噴動床半千法煙氣脫硫法:

技術(shù)原理：含SO2的煙氣經(jīng)過預(yù)熱器粉粒噴動床，脫硫劑制成粉末狀預(yù)先與水混合，以漿料形式從噴動床的頂部連續(xù)噴人床內(nèi)，與噴動粒子充分混合，借助于和熱煙氣的，脫硫與干燥同時進行。脫硫反應(yīng)后的產(chǎn)物以干態(tài)粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術(shù)應(yīng)用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對的影響很小。但進氣溫度、床內(nèi)相對濕度、反應(yīng)溫度之間有嚴格的要求，在漿料的含濕量和反應(yīng)溫度控制不當(dāng)時，會有脫硫劑粘壁現(xiàn)象發(fā)生。

D.煙道半干法煙氣脫硫:

該利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應(yīng)器進行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大，操作簡單，需場地較小，適合于在我國應(yīng)用。半干法煙道煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。

4.新興的煙氣脫硫

近幾年，科技突飛猛進，問題已到法律高度。我國的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術(shù)，但大多還處于試驗階段，有待于進一步的工業(yè)應(yīng)用驗證。

A.硫化堿脫硫法

由Outokumpu公司研制的硫化堿脫硫法主要利用工業(yè)級硫化納作為原料來吸收SO2工業(yè)煙氣，產(chǎn)品以生成硫磺為目的。反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等生成，由生成物可以看出耗能較高，而且副產(chǎn)品價值低，華南理工大學(xué)的石林經(jīng)過研究表明中的各種硫的化合物含量隨反應(yīng)條件的改變而改變，將溶液pH值控制在5.5—6.5之間，加入少量起氧化作用的添加劑TFS，則產(chǎn)品主要生成Na2S203，過濾、蒸發(fā)可附加值高的5H0˙Na2S203，而且脫硫率高達97%，反應(yīng)為：SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術(shù)已通過中試，正在推廣應(yīng)用。

B.膜吸收法

以有機高分子膜為代表的膜分離技術(shù)是近幾年研究出的一種氣體分離新技術(shù)，已廣泛的應(yīng)用，尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創(chuàng)造性地利用膜來吸收脫出SO2氣體，效果比較顯著，脫硫率達90%。是：他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器，以NaOH溶液為吸收液，脫除SO2氣體，其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和NaOH吸收液分開，SO2氣體通過多孔膜中的孔道到達氣液相界面處，SO2與NaOH迅速反應(yīng)，達到脫硫的目的。此法是膜分離技術(shù)與吸收技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)，能耗低，操作簡單，投資少。

C.微生物脫硫技術(shù)

根據(jù)微生物參與硫循環(huán)的各個，并能量這一特點，利用微生物進行煙氣脫硫，其機理為：在有氧條件下，通過脫硫的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，從中獲取能量。
生物法脫硫與的化學(xué)和物理脫硫相比，基本沒有高溫、高壓、催化劑等外在條件，均為常溫常壓下操作，而且工藝流程簡單，無二次污染。國外曾以地?zé)岚l(fā)電站每天脫除5t量的H：S為基礎(chǔ);計算微生物脫硫的總費用是常規(guī)濕法50%。無論對于有機硫還是無機硫，一經(jīng)均可生成被微生物間接利用的無機硫SO2，因此，發(fā)展微生物煙氣脫硫技術(shù)，很具有潛力。四川大學(xué)的王安等人在實驗室條件下，選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究，在較低的液氣比下，脫硫率達98%。

D、煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢

目前已有的各種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢和缺陷，具體應(yīng)用時要具體分析，從投資、運行、環(huán)保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，某一項新技術(shù)韻產(chǎn)生都會涉及到很多不同的學(xué)科，因此，留意其他學(xué)科進展與研究成果，并把它們應(yīng)用到煙氣脫硫技術(shù)中是新型煙氣脫硫技術(shù)的重要途徑，例如微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術(shù)，由于他們各自*的特點都將會有很大的發(fā)展空間。隨著人們對治理的日益和工業(yè)煙氣排放量的不斷，投資和運行費用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無二次污染的脫硫技術(shù)必將成為今后煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。

各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除SO2的中取得了一定的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術(shù)及*的不斷發(fā)展，電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等一系列高新、適用性強的脫硫技術(shù)將會代替的脫硫。

二、脫硝技術(shù)

常見的脫硝技術(shù)中，根據(jù)氮氧化物的形成機理，降氮減排的技術(shù)措施可以分為兩大類：

一類是從源頭上治理?？刂旗褵猩蒒Ox。其技術(shù)措施：①采用低氮器;②分解爐和管道內(nèi)的分段，控制溫度;③改變配料方案，采用礦化劑，熟料燒成溫度。

另一類是從末端治理?？刂茻煔庵信欧诺腘Ox，其技術(shù)措施：①“分級+SNCR"，國內(nèi)已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR)，國內(nèi)已有試點;③選擇性催化還原法(SCR)，目前歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功;④生物脫硝技術(shù)(正處于研發(fā)階段)。

國內(nèi)的脫硝技術(shù)，尚屬示范階段，還未進行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運行是否可靠?脫硝效率、運行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實踐的檢驗。

脫硝技術(shù)具體可以分為：
前脫硝：加氫脫硝

洗選中脫硝：
1)低溫
2)低氧
3)FBC技術(shù)
4)采用低NOx器
5)煤粉濃淡分離
6)煙氣再循環(huán)技術(shù)

后脫硝：
1)選擇性非催化還原脫硝(SNCR)
2)選擇性催化還原脫硝(SCR)
3)活性炭吸附
4)電子束脫硝技術(shù)

其中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達25%～40%，對小型機組可達80%。由于該法受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低氮技術(shù)的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、面積小，適合老廠改造，新廠可以根據(jù)鍋爐設(shè)計配合使用。

而選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前成熟的煙氣脫硝技術(shù)，它是一種爐后脫硝，早由于20世紀60~70年代后期完成商業(yè)運行，是利用還原劑(NH3，尿素)在金屬催化劑作用下，選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O，而不是被O2氧化，故稱為“選擇性"。目前上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR2種。此2種都是利用氨對NOx的還原功能，在催化劑的作用下將NOx(主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的N2和水，還原劑為NH3。

目前，在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體，以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3為活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應(yīng)用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃～590℃)、中溫催化劑(260℃～380℃)和低溫催化劑(80℃～300℃)，不同的催化劑適宜的反應(yīng)溫度不同。如果反應(yīng)溫度偏低，催化劑的活性會，脫硝效率下降，且如果催化劑在低溫下運行會使催化劑發(fā)生性損壞;如果反應(yīng)溫度過高，NH3容易被氧化，NOx生成量，還會引起催化劑材料的相變，使催化劑的活性退化。目前，SCR大多采用高溫催化劑，反應(yīng)溫度區(qū)間為315℃～400℃。該在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點如下。

優(yōu)點：該法脫硝效率高，價格相對低廉，目前廣泛應(yīng)用在工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技術(shù)。

缺點：燃料中含有硫分，中可生成一定量的SO3。添加催化劑后，在有氧條件下，SO3的生成量大幅，并與過量的NH3生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性，可尾部煙道設(shè)備損壞。雖然SO3的生成量有限，但其造成的影響不可低估。另外，催化劑中毒現(xiàn)象也不容忽視。

山西：重發(fā)展、輕保護問題突出2017年4月28日至5月28日，第二保護督察組對山西省開展保護督察，"哈薩克斯坦小伙阿爾達克正盯著館內(nèi)的“家庭智慧能源"板塊出神。期間，分別與伯聯(lián)盟艾哈邁德?阿布?蓋特等多國機構(gòu)及高層舉行了會談磋商，取得廣泛共識和積極成果，從地域上看，福州23件、廈門9件、漳州11件、泉州12件、三明7件、莆田4件、南平5件、龍巖3件、寧德2件、平潭1件，此次“尋找好水"大型環(huán)保行動通過科學(xué)機構(gòu)、調(diào)研檢測及記者現(xiàn)場采訪等形式，對三江源水源地的情況進行科學(xué)評估和深度報道，

DLWS脫硫

工藝以石灰石漿作為洗滌吸收劑，整個脫硫分為兩個階段進行，即上回路與下回路。兩個階段合成在一個吸收塔內(nèi)。石灰石漿可單獨引入上下回路，煙氣沿切線方向吸收塔下回路，被冷卻到煙氣飽和溫度，同時部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷卻的煙氣吸收塔上回路的噴霧區(qū)，經(jīng)充分洗滌，達到SO2的吸收率，SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣，經(jīng)空氣氧化后終吸收產(chǎn)物為硫酸鈣晶體(石膏)漿液，含固量為15%。經(jīng)脫水后，可根據(jù)應(yīng)用要求形成商用石膏或拋棄型石膏。

DLWS工藝的特點是上下回路的PH值分別控制，上回路PH值(5.8-6.5)較高使SO2的去除率達到，下回路的PH值(4-5)較低，使石灰石易于溶解，吸收劑利用率，成本。脫硫效率可達95%。

 

SDA脫硫

SDA脫硫工藝以Ca(OH)2漿液作脫硫吸收劑，通過離心轉(zhuǎn)盤式霧化器或氣流式霧化噴嘴使吸收劑在噴霧干燥吸收器內(nèi)霧化。熱煙氣吸收器與霧化劑吸收后，同時發(fā)生三種傳熱傳質(zhì);

① 酸性氣體從氣相液滴的傳質(zhì);

② 被吸收酸性氣體與溶解的Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng);

③ 液滴內(nèi)水分的蒸發(fā)。

吸收干燥后的產(chǎn)物(主要是CaSO3.1/2H2O)與飛灰一起收集在吸收器的底部或集塵器中。SDA工藝在的工況條件下，脫硫效率可達80%-90%。其特點是副產(chǎn)物為固態(tài)，沒有廢水產(chǎn)生。但吸收劑Ca(OH)2價格較高，運行成本不低。

LIFAC脫硫

LIFAC干法煙氣脫硫工藝采用石灰石粉作為SO2吸收劑。其脫硫分為兩個階段：

階段是爐內(nèi)脫硫，石灰石粉由氣力噴入爐膛內(nèi)850-1150℃區(qū)域，石灰石粉分解成CaO和CO2，部分CaO和煙氣中的部分SO2反應(yīng)生產(chǎn)CaSO4;

第段活化器內(nèi)脫硫，熱煙氣活化器霧化增濕，使煙氣中未反應(yīng)的CaO水合生成Ca(OH)2。同時，部分CaSO3氧化為CaSO4。脫硫灰中未*反應(yīng)的CaO，可通過部分脫硫灰返回活化器再循環(huán)加以利用，以吸收劑的利用率。LIFAC的脫硫效率為60%-85%。

LIFAC工藝的特點是綜合了爐內(nèi)脫硫和噴霧干燥脫硫的優(yōu)點，工藝較為簡單，方便。但石灰石需加工成40μm以下的粉體，運行費用較高。

  

脫硝工藝
煙氣脫硝

由于爐內(nèi)低氮技術(shù)的局限性,使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步NOx 的

排放,必須對后的煙氣進行脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法( SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。

在眾多脫硝當(dāng)中,SCR 脫硝工藝以其脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、無副產(chǎn)品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低等諸多優(yōu)點,在和歐美了廣泛的商業(yè)應(yīng)用。

   

SCR脫硝

SCR 裝置主要由脫硝反應(yīng)劑制備和反應(yīng)器本體組成。通過向反應(yīng)器內(nèi)噴入脫硝反應(yīng)劑N H3 ,將NOx 還原為。由于此還原反應(yīng)對溫度較為,故需加入催化劑,以反應(yīng)的溫度要求,增強反應(yīng)活性。

采用高含塵工藝時,SCR 反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器(空預(yù)器) 之間。其優(yōu)點是煙氣溫度高,了催化劑活性要求;缺點是煙氣中的飛灰含量高,對催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求較高。對于低含塵工藝,SCR 布置在煙氣脫硫( FGD) 之后、煙囪之前。此時雖然煙氣中的飛灰含量大幅,但為了催化劑活性對反應(yīng)溫度的要求,需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器( GGH) ,復(fù)雜,投資,故一般選擇高含塵工藝。

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