CuOAl_2O_3烟气脱硫技术及脱硫剂的研究进展
烟气脱硫技术研究与进展
（ ｓｔｔ ｆ ｎ ｉｅｒ ｇＴ ｅｍｏ ｈ ｃ ｅＤｅ ａｔ ｎ ｆ ｈｒ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｉ ｔｕｅｏ ｇｎ ｅｉ ｈ ｒ ｐ ）ｉｓｎｔ ｐｒ ｎｉ Ｅ ｎ ｓ ｉ ｈ ｍｅｔ ｅｍａＥ ｇｎ ｅｉ ， ｏＴ ｎ Ｔ ｉｇ ｕ ｉｅｓｙ ｅ ｉｇ １０ ８ ｓ ｈ ａ ｖｒｉ ，Ｂ ｉ ０ ０４，Ｃ ｉａ ｎ Ｕｎ ｔ ｊ ｎ ｈｎ ）
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关 键词 ：烟气 脱硫 ；循 环 流化 床 ；脱 硫剂 ：微 生 物脱 硫 中图分 类 号 ：Ｘ ０ ． ７１ ３ 文 献标 识 码 ：Ａ
烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展
烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展摘要：本文介绍了国内外烟气脱硫脱硝一体化技术的研究进展，分析了各种工艺的基本原理和在应用中存在的问题，对脱硫脱硝一体化的实际应用具有指导意义。
关键词：烟气脱硫脱硝随着我国经济的快速发展，排放的nox和so2也不断增长。
由煤炭燃烧所释放的so2占总排放量的85%，nox占总排放量的60%，二者所引起的酸雨量占总酸雨量的82%。
据有关研究指出，我国每年排放 so2造成的经济损失约亿万元，现在每年我国和酸雨污染造成的经济损失约5000亿元，其中每年由nox带来的经济损失高达1100亿元。
自上世纪70年代开始，发达国家在多年烟气so2排放控制技术研究的基础上，开始工业烟气中so2和nox同时脱除的研究。
目前，脱硫脱硝一体化技术多处于研究阶段，都没有得到大规模的工业应用。
开发技术简单，运行成本低，具有良好运行性能的脱硫脱硝一体化技术将是未来烟气综合治理技术的发展方向。
一、传统烟气脱硫脱硝一体化技术当今国内外广泛使用的脱硫脱硝一体化技术主要是wet-fgd+scr/sncr组合技术，就是湿式烟气脱硫和选择性催化还原(scr)或选择性非催化还原(sncr)技术脱硝组合。
湿式烟气脱硫常用的是采用石灰或石灰石的钙法，脱硫效率大于90%，其缺点是工程庞大，初投资和运行费用高，且容易形成二次污染[1]。
选择性催化还原脱硝反应温度为250～450℃时，脱硝率可达70%～90%。
该技术成熟可靠，目前在全球范围尤其是发达国家应用广泛，但该工艺设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，同时存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。
选择性非催化还原温度区域为870～1200℃，脱硝率小于50%。
缺点是工艺设备投资大，需预热处理烟气，设备易腐蚀等问题。
二、干法烟气脱硫脱硝一体化技术干法烟气脱硫脱硝一体化技术包括四个方面：固相吸收/再生法、气/固催化同时脱硫脱硝技术、吸收剂喷射法以及高能电子活化氧化法。
烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势探讨
烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势探讨摘要：根据我国目前的经济发展现状来看，火电厂烟气脱硫脱硝的处理是必须要重视起来的重点工作，如果不加以控制的话，不但会影响到人们的生活和健康，还会阻碍到我国社会经济的可持续发展。
因此，相关部门需要加大对脱硫脱硝技术的研发力度，要通过各项技术的应用，更好地保证人们的生活，推动我国社会的可持续发展。
关键词：烟气；脱硫脱硝技术；环保；前言火电厂发电主要是依靠燃烧，燃料燃烧的程度不同也会影响到排放烟气的成分和含量。
火电厂排放烟气主要包含的物质有二氧化硫、氮氧化物等，这些排放出来的物质如果不及时有效的处理，就会飘散到空气中，从而给大气环境带来很大的污染，而且还引发酸雨等自然灾害问题的出现。
1火电厂烟气脱硫脱硝技术应用1.1火电厂烟气脱硫技术(1)干法脱硫技术。
即通过固态的吸收剂来对二氧化硫进行吸附的技术。
目前我国经常使用的干法脱硫技术主要有：氧化物法和活性炭吸附法。
利用干法脱硫技术能有效地提高脱硫率。
而存在的问题是脱硫以后产生的物质是无法进行回收的，这也是干法脱硫技术的一大弊端。
(2)湿法脱硫技术。
湿法脱硫技术与上述干法脱硫技术正好相反，是采用液体吸收剂来实现脱硫的一种技术。
湿法脱硫技术与干法脱硫技术相比，脱硫效果会更好，脱硫效率可以高达90%甚至以上，是目前火电厂应用非常广泛的一种技术，而且对于湿法脱硫技术来说，还不需要火电厂投入很大的资金成本，在脱硫后的物质也会被应用起来，所以需要重点关注此脱硫技术的应用。
目前火电厂的脱硫技术来说常用的有以下几种：即石灰石-石膏烟气脱硫技术和海水脱硫技术。
其中石灰石-石膏烟气脱硫技术主要是利用石灰石来吸附烟气中的二氧化硫，不会投入很大的成本，而且脱硫以后所产生的石膏也能循环的使用，所以其经济效果很好。
而海水法烟气脱硫技术主要采用的是酸碱中和原理，即排放出来的二氧化硫和碱性的气体结合所产生的化学反应。
对于此项技术来说，应用成本也不是很高，操作起来也比较方便，所以也得到了广泛的应用。
烟气脱硫脱硝技术的现状及其发展探讨
烟气脱硫脱硝技术的现状及其发展探讨摘要：烟气脱硫脱销技术是烟气污染治理中的一个研究热点。
本文对当前我国工业生产中烟气脱硫脱销技术的现状及其难点展开了分析，并对烟气脱硫脱硝技术的发展进行了展望，旨在促进烟气脱硫脱销技术水平的提升。
关键词：烟气脱硫脱硝；关键技术；未来发展国家能源局指出，2020年我国实现了CO2、SO2、NOx分别减排17.9亿t、86.4万t与79.8万t的效果，其不仅说明我国环保工作获得了良好的工作成效，也为生态文明建设奠定了坚实基础。
但是，环境保护工作作为一种持续性工作内容，应研发和运用各类新型技术手段，保障环境保护工作成效的进一步提升。
据此，本文将以烟气脱硫脱硝关键技术研发为视角进行分析研究，介绍某公司所采用的选择性催化还原法关键技术研发及发展情况，以期为我国烟气脱硫脱硝关键技术研发及运用提供一定理论参考。
1烟气脱硫脱硝主要工艺技术发展现状现阶段，国际上各类烟气脱硝技术种类繁多，并且相关技术手段在多年研究及发展过程中已经相对成熟，其中SCR法和选择性非催化还原法更是在诸多大型燃煤火电厂中得到广泛运用。
SCR法具有脱除率高、几乎无二次污染、相关技术成熟等优势，已成为我国燃煤火电厂烟气脱硝的重要技术手段之一。
随着国际社会对于环境保护工作的日益重视，一些联合脱硫脱硝工艺也开始逐步兴起，如活性炭吸附法、脉冲电晕放电等离子体法、等离子体法及SNAP法等，相关工艺可以实现SOx和NOx的联合脱除效果。
相对于传统烟气脱硫和SCR工艺，联合脱硫脱硝工艺不仅脱除效率更高，而且更具经济性，促使各类联合脱硫脱硝工艺也得到普及运用。
工业化联合脱硫脱硝组合工艺的运用范围较为广泛，其主要是采用FGD系统脱除SOx，通过SCR工艺脱除NOx。
结合实际运用情况来看，此工艺可以实现80%以上的NOx脱除和90%以上的SOx脱除效果。
虽然是联合脱硫脱硝工艺，但在实际运用过程中FGD系统和SCR工艺仍然是属于相对独立式运作，其实际运用优势便在于即便是脱硫脱硝系统入口处SOx和NOx的比例出现变化，此工艺仍旧可以保证最佳的脱除效果。
矿浆烟气脱硫及资源化研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第5期·1868·化 工 进展矿浆烟气脱硫及资源化研究进展陶雷，王学谦，宁平，李子燕，王郎郎（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650500）摘要：总结了矿浆在烟气脱硫及资源化的应用，全面综述了磷矿浆、锰矿浆、镁矿浆、赤泥浆、锌矿浆、铜矿浆、镍矿浆7种不同类型矿浆烟气脱硫及资源化，从矿渣的数量、赋存形态、烟气脱硫机理、影响因素、工艺路线、操作参数、应用案例等进行论述，并对比分析各自优点和缺点。
总结出矿渣或贫矿与水配制矿浆作为新型脱硫剂可以高效脱除烟气中低浓度二氧化硫，同时综合利用矿渣中金属资源，达到“以废治废”目的。
指出虽然矿浆烟气脱硫技术可行、运行成本低、副产物量大，可为烟气脱硫及资源化工业应用提供新思路，但是依然存在污染物同时治理研究较少、脱硫产物高效分离成本较高等问题，今后应加强多污染同时脱除、脱硫副产物分离及资源化利用途径的研究。
关键词：矿浆；烟气脱硫；多相反应；资源化利用中图分类号：X701.3 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）05–1868–12 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.040Research progress on flue gas desulfurization and utilization with slurryTAO Lei ，WANG Xueqian ，NING Ping ，LI Ziyan ，WANG Langlang（Faculty of Environmental Science and Engineering ，Kunming University of Science and Technology ，Kunming650500，Yunnan ，China ）Abstract ：This paper summarized the applications of flue gas desulfurization and utilization withslurry.Applications of flue gas desulfurization and utilization about seven slurries including phosphate rock ，pyrolusite ，magnesium ore ，red mud ，zinc ore ，copper mine and nickel ore were described, respectively. The quantities ，occurrence forms of ores ，flue gas desulfurization mechanisms ，influencing factors ，craft routes ，operating parameters and application cases of desulfurization were discussed. Then advantages and disadvantages were compared and analyzed. It can be summarized that slurry prepared from the mixture of slag and water is used as a novel desulfurization agent for flue gas desulfurization ，which could achieve the purpose of using waste to treat waste by realizing the removal of sulfur dioxide in flue gas and obtaining the comprehensive utilization of resources simultaneously. Analysis indicates that flue gas desulfurization with slurry has a feasible application prospect with low cost and large by-products ，which could provide a promising new idea for flue gas desulfurization. However ，there are still several problems such as less research on simultaneous treatment of many pollutants and high cost for separations of by-products. Therefore ，it is important to strength subsequent researches on simultaneous treatment of many pollutants and separation and resource utilization of by-products in these fields.Key words ：slurry ；flue gas desulfurization ；multiphase reaction ；resource utilization二氧化硫净化研究。
CuO
Байду номын сангаас
２０ ０ ２年 ９月
电 力 环
境
保
护
第 １ ８卷 第 ３期
Ｃ Ｏ Ａ ２ ３ 气 脱 硫 技 术 及 脱 硫 剂 的 研 究 进 展 ｕ／ Ｉ 烟 Ｏ
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ Ｏ／ＡＩ０３ＦＧＤ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｄ ｓ ｌ ｒｚ ｔｏ ｏ ｂ ｎ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＣｕ ２ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｅ ｕ ｆ ｉａ ｉｎ ｓ ｒ ｅ ｔ ｕ
（ ａｉ １和 运 行 成 本 （ ＆ ｒｄ ｓ 之 和 为 ９ ５ ｍ ｌ Ｃ ｐｔ ） ａ Ｏ Ｍ ｃｅ ｉ ） ｔ ．６ ｉ ／
ｋ Ｗｈ， 产 品 收益 为 ２ ２ ｍｉ ｋ ， 副 ．１ ｌ Ｗｈ 总成 本 为 ７ ３ ｍ ｌ ／ ．５ ｉ ／ ｋ 。低 于 Ｎ Ｘ Ｏ 的 ８ ８ ｍｉ ｋ ， 低 于 Ｓ Ｏ Ｗｈ Ｏ Ｓ ．２ ｌ Ｗｈ 也 ／ Ｎ Ｘ的 ８ ６ ｍ ｌｋ ， 低 于 Ｓ ＲＢ的 １ ．０ ｉ ｋ 。 如 果 ．４ ｉ Ｗｈ 更 ／ Ｎ ２ ７ ｍ ｌ Ｗｇ ／ 传 统 烟 气 脱 硫 技 术 （ Ｌ Ｆ Ｍｇｉ 、Ｂ Ａ和 ＬＤ ） 如 Ｓ Ｏ、 Ｌｍｅ Ｉ Ｄ ＿ Ｉ Ｓ 和 气 体悬 浮 吸 收 技 术 （ Ｓ （ 国 能 源 部 Ｃ Ｔ示 范 Ｇ Ａ） 美 Ｃ 项 目） 实 现 脱 硫 脱 硝 ２种 功 能 ， 脱 硝选 择 ９ 要 按 Ｏ年
中 图分 类 号 ： Ｔ ． Ｘ ＯＩ ３
文 献标 识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ０ ９—４ ３ ２ ０ ０ １０ ０ ２（ ０ ２） ３—０ ４ ０ ６—０ ６
０ 概 述
多 年来 ， 再 生 干 法 脱 硫 技 术 以 湿 法 脱 硫 技 术 可 难 以 比拟 的 优 势 ， 日益 受 到 烟 气 脱 硫 （ Ｇ ） 域 人 Ｆ Ｄ 领 士 的 关 注 。 Ｃ Ｏ Ａ２ ３烟 气 脱 硫 工 艺 就 是 这 类 技 术 ｕ／ １ ０ 之 一 。 该 技 术 的工 艺 流 程 为 ： 气 流 过 安 装 在 低 温 烟
我国烧结烟气脱硫现状及脱硝技术研究
我国烧结烟气脱硫现状及脱硝技术研究随着全世界经济的快速发展，环境问题已经成为了我们人类所面临的最严峻的问题之一。
而其中大气环境又是人类赖以生存的最基本的要素之一，如今人们还是主要利用煤、石油和天然气等能源作为燃料，它们的燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化合物和烟尘颗粒物等，而其中SO2和NOx又是主要的大气污染物，对大气环境造成了严重的污染。
大气污染造成的自然灾害也在我们的身边频繁發生，酸雨泛滥、气候异常、光化学烟雾等严重影响了我们的生活、健康，可以预见，如果随着大气环境的不断恶化，最终会导致地球生态环境和平衡遭到严重破坏，人类以及动植物的生存将会面临严重威胁。
标签：烟气烧结；脱硫技术；脱硝技术一、烟气脱硫脱硝技术现状目前，人们为了减少二氧化硫排放到大气中去，主要采用的控制方法是燃烧一些低硫燃料、对燃料进行前期脱硫、燃料燃烧过程脱硫以及末端尾气处理。
燃烧前脱硫主要是利用一些特定的方法对煤等燃料进行净化，以去除原来燃料中的硫分、灰分等杂质。
燃烧过程中脱硫主要是指当煤等燃料在炉内燃烧时，同时向炉内恰当的位置喷入脱硫剂（常用的有石灰石、熟石灰、生石灰等），脱硫剂在炉内较高温度下受热分解成CaO和MgO等，然后与燃烧过程中产生的SO2和SO3发生反应，生成硫酸盐和亚硫酸盐，最后以灰渣的形式排出，从而达到脱硫的目的。
而目前世界上应用比较成熟的技术主要是燃烧后脱硫，即烟气脱硫技术。
其中，又以一些湿法、干法以及其他典型的方法应用最为广泛。
二、烟气脱硫技术（一）湿法烟气脱硫技术（1）石灰石/石灰法石灰石/石灰法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中二氧化硫的方法。
石灰石/石灰法开发比较早，工艺成熟，吸收剂价格便宜而且容易得到，应用比较广泛。
其主要工艺参数为：浆液pH在5.6-7.5之间，浆液固体含量：1.0%-15%，液气比：大于5.3L/m3钙硫比为1.05-1.1之间，碳酸钙粒度90%通过325目，纯度大于90%脱硫率大于90%。
烟气脱硫剂的研究现状与进展
Ｖ ２８Ｎｏ ４ ． Ｄｅ． ２ ０７ ｃ ０ ｒ
烟气脱硫剂的研究现状与进展
石 文凤 ，刘连利 ，刘 伟
（ 渤海大学 科技实验中心 ， 辽宁 锦州 １ １ １ ） ２ ０ ３
摘
要 ：随着二氧化硫对环境的污染越来越严重，国家环保局对烟 气二氧化硫排放控制
’
严格 ，烟 气脱硫 显得 日益重要 。对 七 类烟 气脱硫 剂 的脱硫机 理及 应 用进 行 了综述 ，并指 出了
类 ，即 ：
一 －
（ ） 燃烧 前脱 硫 ，主要 是指 原煤脱 硫 ，即采用 物理 、化学 或生 物 的方 法将 煤 中 的部 分 硫除掉 ， １ Ｊ 使 煤净化 。例 如洗 煤技 术 Ｊ 、微生 物脱 硫技术 等 ； （ ）燃 烧 中脱硫 ，主要 是 指 在 适 当位 置 向炉 内喷 人脱 硫 剂 ，使 其 利 用 炉 内高 温进 行 自身锻 烧 ， ２ 锻烧 产物与 煤燃 烧过 程 中产生 的硫 氧 化物 发 生 反应 ，生成 硫 酸 盐或 亚硫 酸 盐 ，以灰 渣 的 形式 排 出炉 外 ，减 少 Ｓ ： Ｏ 向大气 的排 放 ，达到 脱硫 目的 。例如工 业型煤 固硫技 术 、炉 内喷钙工 艺 等 ； Ｊ （ ） 燃烧 后脱 硫 ３ ¨，即烟气 脱硫 （ｌｅＧｓＤ ｓｌ ｒａｉ ） Ｆｕ ａ ｅｕｕｉ ｔｎ 。烟 气脱 硫技 术 主要 利用 各种 碱性 的 ｆ ｚ ｏ 吸收剂或 吸 附剂捕 集 烟气 中的 二氧化 硫将 之转化 为较 为稳定且 易机 械分 离 的硫 化合 物或单 质硫 ，从 而 达 到脱硫 的 目的。烟气 脱硫 是 目前控 制二 氧化硫 污染最 有效 和最 主要 的技术手 段 。 根据 脱硫 过程 是否有 水 参与 及 脱硫 产物 的干 湿状 态 可分 为湿 法 、半 干 法 和干 法 烟气 脱 硫 。湿 Ｊ
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2002 年 9 月 邓德兵等 :CuO/ Al2O3 烟气脱硫技术及脱硫剂的研究进展 第3期
究与发展协议 ( CRADA) , 该协议的宗旨就是开发氧 化铜移动床可再生脱硫脱硝装置 ( COBRA) , 并将其 应用到伊利诺州燃煤电厂的烟气处理中 , 以解决伊 利诺州燃煤含硫量高以及日益受到关注的常规 FG D
中图分类号 :X701. 3 文献标识码 :B 文章编号 :1009 - 4032 (2002) 03 - 0046 - 06
0 概述
多年来 ,可再生干法脱硫技术以湿法脱硫技术 难以比拟的优势 , 日益受到烟气脱硫 ( FG D) 领域人 士的关注 。CuO/ Al2O3 烟气脱硫工艺就是这类技术 之一 。该技术的工艺流程为 : 烟气流过安装在低温 省煤 器 后 的 CuO/ Al2O3 反 应 床 ( 床 温 为 300 ～
University ,Sargent & Lundy , Foster Wheeler Development Corporation , Tecogen Incorporated 和 PETC 达成联合研
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
邓德兵 ,马新灵 ,向 军 ,李 敏 ,孙学信 ( 华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室 ,湖北 武汉 430074)
摘要 : 对 CuO/ Al2O3 烟气脱硫技术的特点及其原理作了初步介绍 ,并翔实地阐述了国内外 CuO/ Al2O3 脱硫剂的研究 进展 ,提出了几点研究心得 。 关键词 : 烟气 ; 脱硫脱硝 ; 浸渍法 ; 溶凝法 ; 单层分散理论 ; 活性中心
在脱硫的同时 , 向烟气中鼓入适量的氨气 。在 残留氧化铜和硫酸盐生成物的催化下 , 氨与氮氧化 物发生如下反应 : 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O 6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O
6NO + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
表 1 载体对氧化铜脱硫的影响
S/ Cu 0. 01 CrO2 0. 02 BeO 0. 05 ZrO2 0. 05 SnO2 0. 12 SiO2 0. 23 MnO2 0. 71 TiO2 0. 77 Al 2O3 0. 98 MgO
载体Βιβλιοθήκη 注: 无载体 CuO 的 S/ Cu 为 0. 01 ; 实验环境 : 热天平 、 0. 8 % SO2 、 7. 5 % O2 、 载 Cu 量 3. 9 % ; 脱硫时间 30min 。
Tractor 公司曾对 48 种金属氧化物进行筛选 ,以
Ce 的氧化物 。其次 , 就吸附反应化学计量比 、 产物 层形成 ( 影响反应速度 ) 、 吸附产物上的三氧化硫分
压等影响因素而言 , 最有前景的只有 Cu 和 Fe 。所 以 ,学者们针对氧化铜作为活性组分研究得较多 。 另外 ,也有不少学者考虑到富含铁 、 铝的铝土矿和红 泥 ,以及用于炼油工艺硫化催化裂化 ( FCC) 烟气脱 硫的 MgAl2O4 和 Ce/ MgO2MgAl2O4 尖晶石 ,并对其开 展了大量的研究工作 [6 ] 。研究结果表明 , 铝土矿和 红泥吸硫后再生比较困难 , 而 Mg2Al 尖晶石硫化反 ) ,不利于现场实施 。 应温度太高 ( 650 ℃ ( 2) 载体选择 意大利的 Centi 等人进行了载体物性对氧化铜 活性组分吸硫影响的研究 [7 ] 。所提供的实验数据见 表 1。
固体 废 物 处 理 2 大 难 题 , 达 到 净 化 大 气 修 正 案 ( CAAA) 二氧化硫排放法 ( 1. 21bs SO2 / MBtu) 的标准 。 目前 , 该组织正在为 70MW 电厂配备 1 套示范装 置 [3 ] 。
1 技术原理
该技术的基本原理 [1 ] 为 :
( 1) 脱硫剂的制备
46
传统烟气脱硫技术 ( 如 LSFO 、 MgLime 、 LSDA 和 LIDS) 和气体悬浮吸收技术 ( GSA) ( 美国能源部 CCT 示范 项目 ) 要实现脱硫脱硝 2 种功能 , 按脱硝选择 90 年 代兴起的催化还原技术 ( SCR) 折算 ,其脱硫脱硝总成 本均高于 CuO/ Al2O3 法 。可见 ,CuO/ Al2O3 烟气脱硫 技术经济性优势确实突出 。 早在上世纪 60 年代 ,荷兰 SHELL 公司就启动了 多孔 氧 化 铝 附 载 氧 化 铜 ( CuO/ Al2O3 ) 脱 硫 剂 的 研 究 [2 ] 。并于 1967 年在荷兰 Pernis 市某炼油厂建了 1 套容量 600 ～ 1 000m3 / h ( 本文烟气量均指标准状态 值) 的脱硫试验装置 。该试验系统的脱硫效率为 90 % ,脱硫成本为 ＄ 26～30/ kW 。系统的主要部件为
2002 年 9 月 电 力 环 境 保 护 第 18 卷 第3期
CuO/ Al 2O3 烟气脱硫技术及脱硫剂的研究进展
Development of CuO/ Al2O3 FG D technology and desulfurization sorbent
S/ Cu 比值越大 , 单位铜量的吸硫性能越好 , 那 么该载体对氧化铜活性组分脱硫越有利 。由表 1 可 见 ,氧化钛 、 氧化铝和氧化镁是载体的最佳备选物 质 。然而 ,Xie and Tang 单层分散理论
[8 ]
面) ,然后烘干 、 焙烧 , 铜盐分解 , 氧化铜依靠与载体 表面的相互作用附存在载体表面上 。太原工业大学 化工系研制的脱硫剂采用的是混合法 , 该法以含铁 工业废料 ( 主要成分为 Fe2O3 ) 为主要原料 ,混合一定 量的硅藻土 、 膨润土 ( 粘合剂) 和木屑 ( 造孔剂) ,经干 燥、 研磨 、 配料 、 成型 、 煅烧等工序制成球型颗粒产 品 。溶凝法是先将一水软铝石或醇铝水解 , 再加入 胶溶剂胶溶 ,生成稳定的胶体分散体系 ,然后与一定 量的易分解铜盐溶液充分混合 , 并加入适量的胶凝 剂胶凝 ,最后将凝胶成型 、 干燥 、 焙烧 ,即可获得最终 脱硫剂 。辛辛那提大学化工系的 Lin 、 Deng 等人对 溶凝法及用该法制备的脱硫剂进行了大量的研究 , 并与传统浸渍产品进行了吸硫性能 、 机械强度和化 学强度等参数比较 , 各项实验结果均表明溶凝法优 于浸渍法 。COBRA 运用 Y oldas ( 溶凝法制备高比表 面积氧化铝之鼻祖 ) 改进法制备了多种新型 CuO/
2个 “交替式固定反应器” 。与此同时 , 美国矿务局 ( The U. S. Bereau of Mines) 也对 CuO/ Al2O3 吸附脱硫
进行了实验室规模的研究 。结果表明 , 硫酸盐约在 400 ℃ 下生成 ,脱硫剂可在较低温度下通入还原性气 体如氢气或甲烷还原再生 。进入 80 年代后 ,匹兹堡 能源技术中心 ( PETC) 开始涉及 CuO/ Al2O3 脱硫剂的 流化床烟气脱硫技术研究 。同一时期 , Rocketdyne Division of Rockwell International 则着手 CuO/ Al2O3 脱 硫剂的移动床脱硫研究 , 他们发现该项技术可脱除 95 %～ 98 %的 SO2 和 NOX 。90 年代 , Southern Illinios
从而达到脱除烟气中二氧化硫的目的 。 ( 3) 再生 再生时 ,向反应器中通入氢气 、 一氧化碳或甲烷 类低分子碳氢化合物 , 还原气将脱硫过程中生成的 硫酸盐还原成二氧化硫 。整个再生过程在 400 ℃ 下 进行 ,系统无须再加热 。再生时收集到的二氧化硫
氮氧化物污染气体被转化成无害氮气后排向大 气。
经浓缩后可用来生产硫酸或制单质硫 。主要再生反 应如下 : CuSO4 + 2H2 → Cu + SO2 + 2H2O
CuSO4 + 2CO → Cu + SO2 + 2CO2 CuSO4 + Cu + 1 1 CH4 → Cu + SO2 + CO2 + H2O 4 2
将易溶 、 易分解的铜盐通过浸渍 、 共沉淀 、 沉积 、 掺混或溶凝等方法分布到高比表面积的催化载体表 面上 。然后经焙烧 ,铜盐分解成为氧化铜活性组分 , 并附存在载体表面上 。 ( 2) 硫化
确定最适合参与烟气脱硫反应的金属 [5 ] 。筛选标准 建立在脱硫和再生过程热力学特性需求之上 。最终 筛选到的金属有 Ti 、 Zr 、 Hf 、 V、 Cr 、 Fe 、 Co 、 Ni 、 Cu 、 Zn 、 Al 、 Sn 、 Bi 、 Th 和 U 。结合脱硫反应速率进行了进一 步的筛选 ,他们认为经济可行的是 Cu 、 Cr 、 Fe 、 Ni 、 Co 、
2 脱硫剂研究进展
CuO/ Al2O3 烟气脱硫技术首当其冲的问题就是 制备高性能脱硫剂 。只有研制出反应动力学特性优 47
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2002 年 9 月 电 力 环 境 保 护 第 18 卷 第3期
中反应生成硫酸铜 ,从而达到脱除二氧化硫的目的 ; 向硫酸盐化 ( 简称硫化) 的脱硫剂中通入还原性气流 如氢气 、 甲烷或一氧化碳等 , 氧化铜被还原成单质 铜 ,脱硫剂得到初步再生 ; 然后 ,脱硫剂返回反应床 , 再生单质铜被烟气中的氧气迅速氧化成氧化铜 , 此 时脱硫剂完全再生 , 再加入脱硫反应行列 [1 ] 。与常 规湿法脱硫工艺相比 , CuO/ Al2O3 法的突出优势在 于 : 可同时脱硫脱硝 ( 脱硫的同时鼓入氨气 , 氨在铜 盐催化下将 NOX 还原成 N2 ) ; 不产生固态或液态二 次污染物 ; 可产出硫或硫酸副产品 ; 脱硫后烟气无需 再热 ; 脱硫剂可再生循环利用 ; 可降低锅炉排烟温度 ( 中温脱硫后 ,锅炉尾部烟道气中二氧化硫浓度大大 降低 ,相应降低了酸露点 , 减少了尾部烟道结露 , 这 样 ,尾部受热面可适量增大 ,排烟温度自然也就降低 了) 等 。CuO/ Al2O3 烟气脱硫技术除具有以上湿法脱 硫难以企及的优势外 , 与当今已经成熟的烟气脱硫 技术 和 正 在 开 发 的 烟 气 脱 硫 新 技 术 ( 如 SNRB 、 SNOX 、 NOXSO 等) 相比 ,在投资和运行成本上优势明 显 。各种脱硫技术的经济性比较见图 1 。 由图 1 可见 ,CuO/ Al2O3 ( CuO) 工艺的投资成本