生物质锅炉脱硫脱硝技术(新编版)
生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术

生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术1生物质锅炉脱硝技术研究与应用嘉兴新嘉爱斯热电有限公司建有1台130t/h高温高压生物质循环流化床锅炉,配套25MW 汽轮发电机组。
如何实现生物质燃料烟气污染物中NOx的超低排放己成为公司面临的主要难题。
为达到环保排放标准,该公司拟采用SCR脱硝技术降低生物质锅炉烟气污染物排放。
生物质循环流化床锅炉具有燃料种类复杂、锅炉负荷波动较大、燃烧不稳定的特点,易造成锅炉烟气中飞灰碱金属含量高、PM浓度高、湿度大。
己有研究无法同时解决SCR脱硝过程中低温、高碱、高灰等问题,需要在烟气排放特性、低温抗碱催化剂配方、反应器优化设计、设备管理与技术集成等方面进行深入研究。
由于生物质锅炉烟气温度偏低、飞灰中碱金属含量较高,通过传统SNCR技术和SCR技术难以实现生物质锅炉烟气的高效脱硝。
针对这一难题,公司开发适用于生物质锅炉排放特性的SCR高效脱硝技术,重点开展生物质锅炉烟气排放特性、低温抗碱金属催化剂配方、生物质锅炉脱硝反应器的优化设计和生物质锅炉烟气SCR系统集成等研究,建立满足生物质锅炉NOx超低排放要求的脱硝系统。
项目实施内容主要包括生物质锅炉烟气排放特性研究、生物质锅炉的SCR催化剂配方研究、生物质锅炉脱硝反应器的优化设计、生物质锅炉高效脱硝技术集成及示范应用等4个方面。
项目启动后,在调研过程中,收集了生物质循环流化床锅炉烟气温度、含氧量、NOx、SOx、PM浓度等关键烟气参数及飞灰中碱金属含量、生物质燃料特性分析等第一手资料,为低温抗碱金属催化剂配方研究和SCR反应器整体设计提供基础。
生物质循环流化床锅炉烟气温度较低(低至280℃)、烟气中飞灰含量高、碱金属含量高。
项目研究过程中,重点研究了活性组分种类、负载量对催化剂脱硝活性和抗硫抗水性的影响规律;研究了不同种类毒物在催化剂表面的吸附及其对催化剂活性位的毒化机制。
研究了不同活性组分改性、保护/牺牲层负载量、负载次序等对催化剂酸性和氧化性的强化和对反应活性等的影响规律,形成了适用于生物质锅炉烟气排放特性的SCR催化剂配方。
生物质锅炉脱硝方案

75T生物质锅炉烟气脱硝设计方案日期:2020年4月16日河南兴邦环保科技有限公司目录一、氮氧化物的形成和危害二、设计方式和原则三、氮氧化物治理工艺四、SNCR脱硝技术基本原理五、自动化脱硝控制设备简介六、设备日常运行费用七、设备质量保证一、氮氧化物的形成和危害1、氮氧化物指的是由氮、氧两种元素组成的化合物。
常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。
作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。
2、影响NOx生成的主要因素在燃烧过程中,NOx有两种形成机制:①空气中的氮分子在高温下氧化生成热致NOx;②燃料中的氮化物经燃烧氧化分解生成燃料NOx。
燃烧过程产生的NOx主要是热NOx。
NOx生成量与燃烧温度、高温区氧气的浓度和燃烧气体在高温区停滞时间有关。
燃烧温度越高,高温区氧气浓度越高,停滞时间越长,热NOx生成量就越多。
因此,控制或减少热NOx的产生,应改善燃烧方法和改进燃烧设备。
3、氮氧化物(NOx)种类很多,造成大气污染的主要是二氧化氮(NO2)和一氧化氮(NO),因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。
二氧化氮 (NO2)在21.1℃温度时为红棕色刺鼻气体;在21.1℃以下时呈暗褐色液体。
在-ll℃以下温度时为无色固体,加压液体为四氧化二氮。
分子量46.01,熔点-11.2℃,沸点 21.2℃,蒸气压101.3lkPa(2l℃),溶于碱、二硫化碳和氯仿,微溶于水。
性质稳定。
二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮。
二氧化氮能使多种织物褪色,损坏多种织物和尼龙制品,对金属和非金属材料也有腐蚀作用。
一氧化氮 (NO)为无色气体,分子量30.01,熔点-163.6℃,沸点-151.5℃,蒸气压101.3lkPa(-151.7℃)。
溶于乙醇、二硫化碳,微溶于水和硫酸,水中溶解度4.7% (20℃)。
t锅炉烟气脱硫脱硝改造技术方案(新)

.目录第一章项目总说明 (3)1.1、项目背景 (3)1.2、项目目标 (3)1.3概述 (3)1.4、设计依据 (4)1.5、设计改造原则 (5)1.6、设计改造内容 (5)第二章工艺方案部分 (6)2.1 除尘系统工艺方案 (6)2.2脱硫系统工艺方案 (8)2.3脱硝系统工艺方案 (14)第三章人员配置及防护措施 (22)第四章环境保护 (22)第五章概算及运行成本估算 (23)第一章项目总说明1.1、项目背景现有25t/h锅炉一台,脱硫除尘系统已经投运。
烟气脱硫运行过程中存在脱硫率低下以及运行成本过高等诸多问题。
现如今随着人们对环境的要求越来越高,以及环保部门对从锅炉烟囱排出的废气物的排放监控越来越严格,排放标准也越来越严厉。
根据甲方要求,SO2的排放浓度要低于100mg/m3,粉尘颗粒物排放浓度要低于25mg/m3, 氮氧化合物排放浓度要低于150mg/m3,污染物排入大气必须达标排放。
公司领导十分重视环境保护工作,拟针对现行日益严格的环保要求,对锅炉尾气烟气进行处理改造,做到达标排放。
1.2、项目目标本工程的目的就是在上述建设背景和有关法规要求下对该项目原有污染物治理和工艺系统进行改造,在不影响现有锅炉工况条件下,使该系统能有效减少中各项污染物的排放,保证尾气达标排放,实现良好的经济效益和环保效益,并尽可能利用现有设施资源,把项目改造费用降到最低。
1.3概述本工程针对现有1台25t/h流化床锅炉脱硫除尘系统进行改造,将原有简易双碱法系统改为氧化镁系统,新增布袋除尘系统、新增脱硫塔装置、新增SNCR脱硝系统、一套新型工艺系统设备、改造配套电气仪表系统。
锅炉出口到引风机出口之间工艺系统的所有设备;详细分工界线内容如下(暂定,最终以招标文件为准):一、除尘系统a、除尘系统电气仪表系统1套b、低压长袋脉冲布袋除尘器1套二、脱硫系统a、脱硫电气仪表系统1套;b、制浆系统1套;c、脱硫塔1台;d、脱硫塔工艺循环系统1套;e、土建改造系统1套;f、脱水系统1套;g、管道系统1套;脱硫前烟气中SO2原始排放浓度:设计时按工况下最大SO2浓度1512mg/m3考虑,烟气脱硫后达到如下指标:SO2浓度≤100mg/m3。
锅炉脱硫脱硝

锅炉脫硫脫销方法选择一.烟气脱硫:根据吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态,火力发电行业一般将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。
(1)湿法烟气脱硫技术是用含有吸收剂的浆液在湿态下脫硫和处理脱硫产物,该方法具有脫硫反应速度快、脱硫效率高、吸收剂利用率高、技术成熟可靠等优点,但也存在初投资大、运行维护费用高、需要处理二次污染等问题。
应用最多的湿法烟气脱硫技术为石灰石湿法,如果将脫硫产物处理为石膏并加以回收利用,则为石灰石■石膏湿法,否则为抛弃法。
其他湿法烟气脫硫技术还有氨洗涤脫硫W海水脱硫等。
(2)干法烟气脫硫工艺均在干态下完成,无污水排放,烟气无明显温降,设备腐蚀较轻,但存在脫硫效率低、反应速度慢、石灰石利用率较低等问题,有些方法在设备大型化的进程中困难很大,技术尚不成熟(主要有炉内喷钙等技术X半干法通常具有在湿态下进行脱硫反应,在干态下处理脫硫产物的特点,可以兼备干法和湿法的优点。
主要包括喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化法、烟气循环流化床脫硫法、电子束辐照烟气脱硫脫氮法等。
下表为几种主要脱硫工艺的也交。
目前,在众多的脱硫工艺中,石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺(简称FGD )应用最广。
据统计,80%的脫硫装置采用石灰石(石灰)一石膏湿法,10%采用喷雾干燥法(半干法),10%采用其它方法。
湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术,吸收剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽,并有较大幅度降低工程造价的可能性。
安徽电力设计院建议采用炉内与炉外湿法脫硫相结合的方法进行脱硫・脫硫效率可达98%。
二脫销:烟气脱销工艺可以分为湿法和干法两大类。
(1 )湿法,是指反应剂为液态的工艺技术。
通过氧化剂。
2、CIO2、KMnO2把NOx氧化成NO?,然后用水或碱性溶液吸收脫销。
包括臭氧氧化吸收法和CI02气相氧化吸收法。
(2)干法,是指反应剂为气态的工艺技术。
包括氨催化还原法和非催化还原法。
无论是干法还是湿法,依据脱销反应的化学机理,又可以分为还原法、分解法、吸附法、等离子体活化法和生化法等。
生物质锅炉SCR脱硝催化剂(标准版)

生物质锅炉SCR脱硝催化剂(标准版)Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.( 安全管理 )单位:______________________姓名:______________________日期:______________________编号:AQ-SN-0757生物质锅炉SCR脱硝催化剂(标准版)1生物质锅炉烟气特点(1)二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大;燃烧纯生物质时SO2、NOx浓度在120~250mg/m3波动,如燃料中掺杂模板、木材、树皮,烟气中SO2、NOx浓度在250~600mg/m3波动。
(2)生物质中氢元素含量较高,烟气中含水量也高,达15%~30%。
(3)生物质烟尘含碱金属质量分数较高,可达8%以上。
(4)生物质炉排炉SNCR脱硝效率为10%~25%,生物质循环流化床SNCR脱硝效率为40%~60%,脱硝效率均不稳定,并且都不能稳定达到超低排放要求的50mg/Nm3以下。
由于SNCR脱硝效率低,需结合SCR脱硝技术,才能达到更高的脱硝效率。
但生物质燃料本身含有K、Na、Ca等碱性物质,燃烧后形成飞灰进入SCR系统,吸附在SCR催化剂表面或堵塞催化剂孔道,并且与催化剂表面活性成分发生反应,造成催化剂中毒失活。
其次,由于生物质锅炉尾部烟气温度低、含湿量大。
若在锅炉尾部安装催化剂,水会吸附在催化剂表面活性位,减少氨的吸附位点,从而降低脱硝反应速度以及脱硝活性;在低温条件下,较大的含湿量会使得飞灰更容易粘附在催化剂表面,从而导致碱中毒现象更加迅速。
目前,生物质锅炉为避免碱金属对催化剂的影响,常采用除尘脱硫后脱硝;除尘脱硫后的烟气,通过GGH、热风炉或蒸汽加热器等方式将烟气温度升高,再采用常规SCR催化剂进行脱硝,这种方法,投资及运行成本都非常高。
生物质锅炉脱硫脱硝的方法

生物质锅炉脱硫脱硝的方法经过对生物质锅炉的烟气调研、测试、分析三个方面所总结出生物质锅炉有以下几个特点:1、生物质锅炉主要分为链条锅炉以及循环流化床炉,其中炉型又分为温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉,每个炉的炉膛温度为7 00~760度;880~950度;850~1100度,所以在炉膛的温度上的差别较大。
2、生物质中氢元素的含量较多,所以烟气中的含水量也会相应增加,一般可达到15%~30%左右。
3、生物质的烟尘中的金属含量也是比较高的,一般在8%以上。
4、、氮氧化物的浓度低、波动大,生物质锅炉的排放标准为20m g/Nm3,氮氧化物的排放标准为150mg/Nm3,根据不同的地区排放的标准也会不一样。
生物质锅炉脱硫脱硝的方法主要有以下几种:* **活性焦脱硫脱硝法**。
活性焦脱硫脱硝技术是一种成熟的商业化运行技术,它是在活性焦脱硫脱硝装置内,经过高温烟气加热,使活性焦膨胀起来形成过滤层,吸附烟气中的有害气体。
这种方法对于减少硫氧化物和氮氧化物的排放非常有效,同时还可以去除部分粉尘。
* **生物质燃烧技术脱硫脱硝法**。
这种方法是通过调整锅炉运行状态和燃料类型来实现脱硫脱硝。
运行中通过改变锅炉配风,强化还原性气氛,提高锅炉内烟气中的SO_3生成亚钠等中间产物,通过水冲洗将其带入污水系统处理。
此方法可以在不引入新的化学物质的情况下进行,对环境的影响较小。
* **生物质灰渣洗涤法**。
这种方法是在燃烧后控制排放的生物质灰渣中,加入碱性物质(如碳酸钙),使其与硫氧化物和氮氧化物反应,从而去除污染物。
这种方法可以有效地去除硫氧化物和氮氧化物,而且生物质灰渣的利用价值也得到了提高。
* **植物吸收法**。
植物对大气中的有害气体具有很强的吸收能力。
这种方法的关键在于选择能耐受高浓度有害气体并能够将其转化或排除的植物种类和植物群落,同时还需要研究这些植物对有害气体的吸收机制和排除机制。
此外,还有一些新兴的生物质锅炉脱硫脱硝技术,如生物滤床、生物质吸附剂法、光催化氧化法、电催化氧化法、微生物法等。
生物质锅炉脱硫脱硝技术(通用版)

生物质锅炉脱硫脱硝技术(通用版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改生物质锅炉脱硫脱硝技术(通用版)1.生物质直燃锅炉概述生物质直燃锅炉是以生物质能源作为燃料的新型锅炉,农业生产过程中的废弃物,如农作物秸秆、农林业加工业的废弃物等都可作为锅炉的燃料。
生物质直燃锅炉排放烟气中的二氧化硫、氮氧化物含量较低,且不产生废渣。
因此与燃煤锅炉相比,更加节能环保。
现行的生物质锅炉烟气的排放标准按《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)执行。
即尘、二氧化硫、氮氧化物的排放限值为30,200,200mg/m3,其中重点地区按20,50,100mg/m3执行。
但随着国家对锅炉烟气环保标准的提高,加上锅炉烟气超低排放的推广实行,大气污染物排放要求将会更严格。
目前很多生物质锅炉企业已经按照10,35,50mg/m3的排放限值对锅炉进行整改。
经对生物质直燃锅炉烟气调研、测试、分析,生物质锅炉烟气有如下特点:①炉膛温度差别大,生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉,每种炉型又分为中温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉,膛温度分别为700~760℃、880~950℃、850~1100℃;②生物质中氢元素含量较高,烟气中含水量也高,可达到15%~30%;③烟尘含碱金属质量分数较高,可达8%以上;④二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大,燃烧纯生物质时二氧化硫、氮氧化物浓度在120~250mg/m3波动,如燃料中掺杂模板、木材、树皮,烟气中二氧化硫、氮氧化物浓度在250~600mg/m3波动。
锅炉脱硫脱硝方案

锅炉脱硫脱硝方案锅炉是工业生产和能源供应中必不可少的设备,它在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)等有害气体。
这些有害气体对环境和人类健康都造成了严重威胁。
因此,针对这些问题,设计并实施一套有效的锅炉脱硫脱硝方案至关重要。
一、脱硫方案1. 浆液循环脱硫法浆液循环脱硫法是目前常用的脱硫方法之一。
它是通过将喷射液(通常为石灰石浆液)喷入锅炉烟道中,使其与烟气中的二氧化硫发生化学反应,生成硫酸钙。
这种方法具有投资成本低、操作灵活、脱硫效率高等优点。
2. 硫酸铵-碱液法硫酸铵-碱液法是另一种常用的脱硫方法。
这种方法适用于高温烟道废气中的脱硫。
它通过将硫酸铵溶液和氨气喷入烟道中,与二氧化硫反应生成硫酸铵,然后再用氢氧化钠或氨溶液中和产生的盐酸,从而达到脱硫的目的。
3. 活性炭吸附法除了上述化学方法,活性炭吸附法也是一种常用的脱硫方法。
这种方法主要是利用活性炭对烟气中的二氧化硫进行吸附,从而达到脱硫的效果。
活性炭吸附法具有投资成本低、操作简单、灵活性高等优点,但需要定期更换和再生活性炭,增加了运行成本。
二、脱硝方案1. Selective Catalytic Reduction(SCR)技术选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛的脱硝技术之一。
这种技术通过向烟气中喷入氨水或尿素溶液,并让其与氮氧化物在催化剂的作用下发生化学反应,将其转化为无害的氮气和水蒸气。
SCR技术具有高脱硝效率、广泛适用性等优点,但需要催化剂的投入和维护,并且对氨水或尿素的投加量和温度有一定要求。
2. Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR)技术选择性非催化还原(SNCR)技术是另一种常用的脱硝技术。
它通过向烟气中喷入氨水或尿素溶液,利用高温条件下的非催化还原反应,将氮氧化物分解为无害的氮气和水蒸气。
SNCR技术投入成本较低,但脱硝效率相对较低,并且对温度和氨水的投加量等因素有一定的要求。
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Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention.(安全管理)单位:___________________姓名:___________________日期:___________________生物质锅炉脱硫脱硝技术(新编版)生物质锅炉脱硫脱硝技术(新编版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。
显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。
1.生物质直燃锅炉概述生物质直燃锅炉是以生物质能源作为燃料的新型锅炉,农业生产过程中的废弃物,如农作物秸秆、农林业加工业的废弃物等都可作为锅炉的燃料。
生物质直燃锅炉排放烟气中的二氧化硫、氮氧化物含量较低,且不产生废渣。
因此与燃煤锅炉相比,更加节能环保。
现行的生物质锅炉烟气的排放标准按《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)执行。
即尘、二氧化硫、氮氧化物的排放限值为30,200,200mg/m3,其中重点地区按20,50,100mg/m3执行。
但随着国家对锅炉烟气环保标准的提高,加上锅炉烟气超低排放的推广实行,大气污染物排放要求将会更严格。
目前很多生物质锅炉企业已经按照10,35,50mg/m3的排放限值对锅炉进行整改。
经对生物质直燃锅炉烟气调研、测试、分析,生物质锅炉烟气有如下特点:①炉膛温度差别大,生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉,每种炉型又分为中温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉,膛温度分别为700~760℃、880~950℃、850~1100℃;②生物质中氢元素含量较高,烟气中含水量也高,可达到15%~30%;③烟尘含碱金属质量分数较高,可达8%以上;④二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大,燃烧纯生物质时二氧化硫、氮氧化物浓度在120~250mg/m3波动,如燃料中掺杂模板、木材、树皮,烟气中二氧化硫、氮氧化物浓度在250~600mg/m3波动。
2.脱硝技术生物质的锅炉由于燃料种类多、热值低、给料均匀性差,造成燃烧区内的温度变化剧烈,锅炉出口初始氮氧化物排放浓度波动大。
生物质锅炉脱硝首先要稳定炉膛出口NOx的浓度。
生物质可采用的烟气脱硝方式包括:SNCR脱硝技术,SCR脱硝技术,臭氧氧化脱硝技术,ZYY脱硝技术等。
2.1SNCR脱硝SNCR(SelectiveNon-CatalyticReduction)即选择性非催化还原法脱硝技术,是在不使用催化剂的情况下,将还原剂直接喷入到800~1100℃高温烟气中,在高温条件下,还原剂先分解为NH3及其他副产物,之后,烟气中的NOx与分解产生的NH3进一步发生氧化还原反应,将烟气中的NOx还原为N2和H2O,主要反应为:8NH3+6NO+3O2→7N2+12H2OSNCR技术是烟气脱硝的主流技术之一,脱硝成本较低,工艺较简单,但其脱硝效率一般为20~50%左右,很难达到更高的脱硝效率。
2.2SCR脱硝SCR(SelectiveCatalyticReduction)即选择性催化还原技术,是将还原剂送入烟道使之与烟气混合,在催化剂的作用下,在300~420℃的温度状态下将NOx还原为N2和H2O,从而实现NOx的减排。
在SCR反应器内,NOx通过以下反应被还原:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(主反应)6NO2+8NH3→7N2+12H2O(主反应)6NO+4NH3→5N2+6H2O(副反应)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(副反应)SCR脱硝技术,是烟气脱硝效率最高最有效的固定源NOx治理的技术,脱硝率可以达到90%以上。
但由于生物质燃料本身含有K、Na、Ca 等碱性物质,燃烧后形成飞灰进入SCR系统,吸附在催化剂表面或堵塞催化剂孔道,并且与催化剂表面活性成分发生反应,造成催化剂中毒失活,对催化剂的使用寿命产生影响。
为保证催化剂的安全运行,同时最大限度减小新增催化剂的烟气阻力,催化剂需选用抗碱金属板式催化剂。
2.3臭氧氧化脱硝技术锅炉烟气中的NOx近95%是以NO形式存在,其余是以NO2、N2O5等形式存在。
臭氧脱硝的原理是利用臭氧的强氧化性,将烟气中不可溶的NO氧化为可溶的NO2,然后在洗涤塔内通过冷却、喷淋最终将氮氧化物吸收,达到脱除的目的。
臭氧脱硝技术优点:烟气温度适应性好;不使用氨等还原剂,无氨逃逸;同时实现对汞、VOCs以及二噁英的有效脱除;可以与湿法脱硫配合构成脱硫脱硝一体化工艺;设备布置灵活,无需对锅炉等原设备改造。
虽然臭氧脱硝技术具备一定优势,但也存在脱硝效率低,运行费用较高,废水二次污染,硝酸盐溶液处理费用高等问题;而且臭氧脱硝必须配合湿法脱硫构成脱硫脱硝一体化,才能相对降低脱硝的投资成本,存在一定的局限性。
2.4ZYY脱硝技术ZYY脱硝技术为北京巨亚环保科技股份有限公司的专利技术,专利说明书CN201811092310.5中叙述ZYY技术脱硝率84‑96%,脱硫率98%以上。
ZYY脱硫脱硝技术是利用工业尿素CH4N2O作为烟气中硫氧化物、氮氧化物的还原剂,通过将尿素细粉喷入生物质锅炉的炉膛上方,在脱硫脱硝催化剂的作用下,尿素细粉在炉膛中于750~960℃温度下分解成氨和异氰酸,氨和异氰酸与烟气中的SO2、NO、NO2进行还原反应,SO2还原生成单质S和水,NO和NO2还原生成氮气N2和H2O。
尿素分解反应:CH4N2O→NH3+HNCO脱硝反应:2HNCO+2NO2+O2→N2+2NO+2CO2+2H2O2NH3→N2+3H2NO2+H2→NO+H2O2NO+2H2→N2+2H2O脱硫反应:SO2+2H2→S↓+2H2O2SO2+2CO→2S↓+3CO2ZYY技术虽然投资成本低,但存在很多问题:①运行成本高,需要使用北京巨亚公司专供的药剂;②ZYY脱硫脱硝催化剂为消耗品,寿命为一年,需要每年进行更换;③脱硫副反应中间体COS(羰基硫)有毒性,应该控制其生成;④SO2以单质S的形态扣留到灰分中,单质S在室外环境中将会解体并逐渐被氧化为SO2,重新回到环境中,需对单质硫从灰中分离回收,才能真正实现脱硫。
3.脱硫技术生物质燃烧产生的SO2主要来源于燃料中有机硫的氧化和硫酸盐的热分解,与生物质燃料品种有关。
目前,为降低SO2的排放指标,生物质发电厂可采用的脱硫技术包括:炉内脱硫、半干法脱硫(SDA、CFB)、干法脱硫(SDS)以及湿法脱硫等。
3.1炉内石灰石脱硫炉内石灰石脱硫技术是通过向炉内直接添加石灰石粉来控制SO2的排放。
投入炉内的石灰石在850℃左右条件下发生锻烧反应生成氧化钙,然后氧化钙、SO2和氧气经过一些列化学反应,最终生成硫酸钙,化学反应式为:CaCO3→CaO+CO2(煅烧反应)CaO+SO2+1/2O2→CaSO4(固硫反应)国内燃煤流化床锅炉炉内脱硫效率一般达60%,生物质循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫的效率比传统燃煤循环流化床锅炉低,大约在50%左右。
甚至更低,要获得更高的脱硫效率,需考虑炉后脱硫。
3.2SDA旋转喷雾半干法脱硫半干法脱硫最常用的工艺为SDA旋转喷雾半干法。
SDA法的工艺流程为:石灰制备系统将熟石灰制备成一定浓度的Ca(OH)2浆液,该浆液经过旋转雾化器喷入半干式反应塔中,形成极小的雾滴,喷入100~150℃锅炉出口烟气中,烟气与石灰浆液雾滴充分接触发生物理、化学反应,气体中的SO2等酸性其他被吸收净化。
同时,部分与氧气发生氧化反应,使CaSO3转化为CaSO4。
反应式为:SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2OSO2+1/2O2+Ca(OH)2→CaSO4+H2OSO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+H2O2HF+Ca(OH)2→CaF2+H2OSDA脱硫工艺特点:脱硫效率高达98%以上;SDA工艺系统结构简单,调节灵活,可控性好;湿法脱硫的机理,干法的特点;无废水产生,系统不需防腐处理。
3.3CFB循环流化床半干法脱硫循环流化床烟气脱硫工艺的原理是:脱硫剂Ca(OH)2粉末和烟气中的SO2,在有水参与的情况下,在Ca(OH)2粒子的液相表面发生反应,反应机理与SDA旋转喷雾干燥相同。
其主要反应发生在100~150℃脱硫反应塔内,Ca(OH)2粉末、烟气及喷入的水分,在流化状态下充分混合,此时由于有水参与,Ca(OH)2粉末表面离子化,烟气中的酸性气体与Ca2+接触并迅速反应。
由于有物料再循环系统,使得脱硫塔内参加反应的Ca(OH)2量远远大于新投加的Ca(OH)2量,即实际反应的脱硫剂与酸性气体的摩尔比远远大于表观摩尔比,从而使SO2、SO3、HCl、HF等酸性气体能被充分地吸收,实现高效脱硫。
CFB主要工艺特点:烟气、物料、水在剧烈的掺混升降运动中接触时间长、混合充分,脱硫效率达到90%;不产生废水,不需要设置废水处理系统;尾部烟囱不需要防腐。
3.4SDS干法脱硫SDS干法脱硫可采用碱性吸收剂喷射,在锅炉出口后端合适位置增加碳酸氢钠超细粉喷射口,使其与180~250℃烟气中的SO2发生化学反应,如:2NaHCO3+热量-----Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3+SO2+1/2O2+热量-----Na2SO4+CO2SDS工艺主要技术特点:脱硫效率可达95%以上;对烟气流量、SO2浓度等工况的变化适应性较强;脱硫剂成本较高,总体运行成本相对较高,适用于烟气含硫量低(或烟气量小),总消耗量不大,这样吸收剂增加的成本不敏感;腐蚀性轻微,基本不用采取特殊防腐措施,但需采取相应防磨措施;由于脱硫工艺不需要对烟气进行了増湿减温,排放烟气温度基本没有降低,烟气排放始终保持良好的视觉效果;系统不产生废水。
由于SDS反应窗口温区(即烟气温度180~250℃),这样才能保证90%以上的脱硫效率。
对于生物质锅炉采用SDS干法脱硫系统,由于生物质锅炉一般的排烟温度是较低,一般是130-150℃,为了保证较高的脱硫效率,需将锅炉烟气升温,造成运行成本的大大增加。
3.5湿法脱硫湿法脱硫采用石灰石浆液、氢氧化钠溶液或者氨水等碱性溶液与烟气接触,吸收液通过高效喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。
液滴中的碱液与塔内烟气逆流充分接触,发生传质与吸收反应,烟气中的SO2、SO3等被碱液吸收。
该工艺的特点是:技术比较成熟,脱硫效率高(90~98%);适应性强,能适应高浓度SO2烟气条件;产生脱硫废水;系统复杂,几乎所有设备都需防腐;排烟温度低于烟气露点温度,烟囱需要做防腐。