烟气氮氧化物脱除技术的特点分析
燃煤电厂烟气脱硫技术简介

燃煤电厂烟气脱硫技术简介摘要:现阶段,社会经济发展速度显著加快,一定程度上提升了人们物质生活水平,使煤炭资源紧张程度加剧,且可持续发展思想与环保理念深入人心。
火电厂污染物的排放量大,对于能源的消耗也更多,因而有必要加大控制力度,对脱硫脱硝与烟气防尘技术进行优化与改善,使污染物的实际排放量得以降低,全面优化能源的利用效果。
由此可见,深入研究并分析火电厂锅炉脱硫脱硝与烟气除尘技术十分有必要。
关键词:燃煤;电厂;烟气脱硫技术引言通过燃烧煤炭、天然气、石油等能源物质实现由化学能向电能的转化,是中国现阶段最主要的电力生产方式。
随着人们生活水平的提升,对于电能的需求也在不断增加,进而导致了较为严重的烟气污染问题。
在这样的情况下,有必要围绕电厂实际运行情况落实完善的锅炉烟气脱硫、脱硝及烟气除尘技术,同时进一步提升对于烟气污染的治理能力,确保可以在发电过程中有效落实可持续发展的绿色理念。
1燃煤电厂烟气脱硫技术各国从脱硫技术的要求出发,已经开发了很多燃煤锅炉控制SO2排量技术,并应用于工程中。
这些技术总结起来分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
利用化学、物理或生物方法脱去煤中硫被称为燃烧前脱硫,因其工艺成本高,尚未得到广泛应用。
在燃烧过程中对煤进行脱硫称为燃烧中脱硫,主要有循环流化床锅炉燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。
燃烧后脱硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是对燃烧后的烟气进行脱硫,主要有海水法、石灰石—石膏法、氨吸收法和双碱法,是目前世界范围内应用最广泛、规模最大的脱硫技术。
西安某火电厂1#、2#机组(2×300MW)采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,使用石灰石作为脱硫剂,工艺上将其研磨成细粉与水混合制成吸收浆,吸收浆与烟气在吸收塔内混合接触,浆液中的碳酸钙与烟气中SO2、空气混合接触并发生氧化反应,最终生成二水石膏。
脱硫后的烟气经换热器加热升温后排入空气,余下的石膏浆经脱水处理后回收并循环利用。
火电厂烟气脱硝技术介绍

火电厂烟气脱硝技术介绍据统计,我国大气污染物中NOx 60 %来自于煤的燃烧, 其中, 火电厂发电用煤又占了全国燃煤的70%。
2000 年我国火电厂氮氧化物排放量控制在500万t 左右,按照目前的排放控制水平,到2020 年,氮氧化物排放量将达到1 000 万t 以上。
面对严峻的环保形势,我国于1991 年制定了第一部《火电厂污染物排放标准》,在此后的12 年间,历经两次修订(1996 版和2003 版) ,排放标准日益严格。
2004 年,国家允许的氮氧化物最高排放浓度(标准状态,下文称为标) 为450 mg/ m3 (V daf > 20 %) 。
此排放限值已接近于目前炉内低氮燃烧技术所能达到的最高水平,若要进一步降低NOx 的排放浓度,只有安装烟气脱硝系统。
1 脱硝技术概况1.1 NOx 的形成机理NOx 是NO 和NO2 的统称,燃煤电厂烟气中的NOx 主要是煤燃烧产生的。
通常,燃烧生成的NOx 由超过90 %的NO 和小于10 %的NO2 组成。
依据氮氧化物生成机理,可分为热力型、燃料型和快速型NOx 3类,其中快速型NOx 生成量很少,可以忽略不计。
热力型NOx 是指当炉膛温度在1 350 ℃以上时,空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx ,当温度足够高时,热力型NOx 可达20 %。
燃料型NOx 指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的NOx ,其生成量主要取决于空气燃料的混合比。
燃料型NOx 约占NOx 总生成量的75%~90%。
1.2 低NOx 燃烧技术对应NOx 的两种主要生成机理,炉内脱硝技术主要从两方面入手降低NOx 生成:(1) 降低炉内燃烧温度以减少热力型NOx 生成; (2) 营造煤粉着火区域的还原性气氛以减少燃料型NOx 生成。
在具体的应用上,往往是两种技术的综合,既降低燃烧温度,又降低着火区域的氧气浓度。
低NOx 燃烧技术主要包括低氧燃烧、分级燃烧、烟气再循环、采用低NOx 燃烧器等。
电子束氨法烟气脱硫脱硝技术特点及原理精讲

目前,电子束氨法烟气脱硫脱硝技术是我国的核心技术,代表了我国烟气脱硫技术未来的发展方向。
这项技术在我国环保领域得到了相当大的重视,目前,很多环保企业都在运用这项技术。
该技术利用电子加速器产生的电子束辐照含二氧化硫和氮氧化物的烟气,同时投加氨脱除剂,实现对烟气中二氧化硫和氮氧化物脱除。
EA-FGD技术实现了硫氮资源的综合利用和自然生态循环。
一、工艺原理EA-FGD 技术是利用~1MeV的电子束对经过降温增湿的烟气进行辐射,使烟气中的O2、N2、H2O 等成分生成多种强氧化性自由基OH、N、H2O、O和H等,氧气烟气中的SO2和NH4NO2。
二、技术特点(1) 不产生废水、废渣等二次污染物,避免了其它脱硫技术处理废水和固体废弃物的建设投资和运行费用。
(2)高效率脱硫脱硝一体装置,能同时脱除烟气脱销工艺中95%以上的二氧化硫和高达70%的氮氧化物,无需另建脱除氮氧化物的装置,节省占地。
(3)是一种较为经济的烟气脱硫脱硝方法,更适用于高硫煤机组脱硫,煤炭含硫量越高运行费用越低。
如果计算副产物收益及使用高硫煤节约费用,其运行费用极低甚至可以抵消运行费用。
(4) 副产物是硫酸铵和硝酸铵,可用作优质化肥,实现了氮硫资源的综合利用和自然生态循环。
(5) 烟气变化的负荷跟踪能力强,能在数分钟内自动调整装置系统的工作状态,满足电站调峰和机组工况变化范围宽等情况的需要。
三、烟气脱销工艺流程EA-FGD技术采用烟气调质、加氨、电子束辐射和副产物收集的工艺流程,装置主要由烟气调质塔、电子加速器、副产物收集器、氨站、控制系统和辅助装置构成。
烟气通过烟气调质塔调节烟气的温度和湿度,然后流经反应器,在反应器中,烟气中SO2和NO2在电子加速器产生的电子束作用下,同NH3反应得到去除。
副产物收集器收集生成的硫酸氨和硝酸氨微粒,净化后烟气经由原烟囱排放,整个装置在DCS控制系统的管理下工作。
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烟气脱硝工艺技术

烟气脱硝工艺技术烟气脱硝是现代环保工程中的一项重要工艺技术,主要是用于去除燃烧过程中产生的二氧化氮(NOx)污染物。
烟气脱硝工艺技术的实施,可以显著降低大气中的氮氧化物排放量,保护环境,维护人民的健康。
下面将介绍几种常见的烟气脱硝工艺技术。
首先,选择性催化还原(SCR)工艺是烟气脱硝中应用较为广泛的一种技术。
该工艺主要通过在烟气中添加氨气(NH3)作为还原剂,与烟气中的NOx发生催化还原反应,生成氮气和水蒸气,从而将NOx从烟气中去除。
SCR工艺具有高效、高选择性和可控性好的特点,可以在较低的温度下脱硝。
该技术的缺点是需要大量的氨气供应和催化剂的使用,增加了成本和运营复杂性。
其次,选择性非催化还原(SNCR)工艺是一种不需要催化剂的烟气脱硝技术。
该工艺利用氨气或尿素等还原剂在一定温度下与烟气中的NOx发生非催化还原反应,达到脱硝的目的。
SNCR工艺具有简单、灵活、投资少和运行成本低的优点,但由于温度要求较高,其脱硝效率相对较低。
第三,湿式烟气脱硝工艺也是一种常见的脱硝技术。
该工艺主要通过在烟气中加入一定量的碱液,如NaOH或NH3水溶液,使烟气与碱液接触,生成用于脱硝的氨盐或碱金属氮化物,从而将NOx脱除。
湿式脱硝工艺具有脱硝效率高、操作简单和用途广泛的优点,但需要处理大量的废液,对环境产生了次生污染。
最后,催化燃烧工艺是将脱硝催化剂添加到燃烧装置中,在燃烧过程中催化氧化生成的NOx,进一步还原和去除。
催化燃烧工艺具有简单、低成本和操作方便的特点,但需要定期更换催化剂,增加了维护成本。
总之,烟气脱硝是为了保护环境、降低空气污染而开发的一项重要技术。
上述几种烟气脱硝工艺技术都有各自的优缺点,应根据具体情况选择合适的工艺。
未来,在环保要求日益提高的背景下,烟气脱硝工艺技术还有进一步发展的空间,可以通过不断改进和创新,提高脱硝效率和降低成本,更好地保护生态环境和人民身体健康。
SCR锅炉烟气脱硝

附件二、锅炉烟气SCR脱硝一、SCR工艺原理利用选择性催化还原(SCR)技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法是当前世界上脱氮工艺的主流。
选择性催化还原法是利用氨(NH3)对NO X的还原功能,使用氨气(NH3)作为还原剂,将一定浓度的氨气通过氨注入装置(AIG)喷入温度为280℃-420℃的烟气中,在催化剂作用下,氨气(NH3)将烟气中的NO和NO2还原成无公害的氮气(N2)和水(H2O),“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应,在这里只选择NO X还原。
其化学反应式如下:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O副反应主要有:2SO2+O2→2SO3催化剂是整个SCR系统的核心和关键,催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的,影响其设计的三个相互作用的因素是NO X 脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。
脱硝反应是在反应器内进行的,反应器布置在省煤器和空气预热器之间。
反应器内装有催化剂层,进口烟道内装有氨注入装置和导流板,为防止催化剂被烟尘堵塞,每层催化剂上方布置了吹灰器。
二、脱硝性能要求及工艺参数1、性能要求采用SCR脱硝技术时,脱硝工程应达到下列性能指标:NO X排放浓度控制到200mg/Nm3以下,总体脱硝效率约80%;氨逃逸浓度不大于3uL/L;SO2/SO3转化率小于1.0%;2、工艺参数脱硝工艺的设计参数见表液氨缓冲槽SCR工艺流程图3、高灰型SCR脱硝系统采用高灰型SCR工艺时,250~390℃的烟气自锅炉省煤器出口水平烟道引入,进入SCR脱硝装置入口上升烟道,经氨喷射系统喷入烟道的NH3与烟气混合后,在催化剂作用下,将NO X还原成N2和H2O,脱硝后的干净烟气离开SCR装置,进入空气预热器,回到锅炉尾部烟道。
高灰型SCR脱硝系统包括烟道接口、烟道、挡板、膨胀节、氨气制备与供应、氨喷射器、导流与整流、反应器壳体、催化剂、吹灰器、稀释风机、在线分析仪表及控制系统等部件,归纳起来可分为催化剂系统、反应器系统、氨供应与喷射系统及电气热控系统等几个部分。
烟道气脱氧技术-概述说明以及解释

烟道气脱氧技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍烟道气脱氧技术的基本概念和背景信息。
可以按照以下内容来撰写:烟道气脱氧技术是一种通过去除烟道气中的二氧化硫和氮氧化物等有害气体,减少大气污染的环境保护技术。
随着工业化和城市化的发展,大量二氧化硫和氮氧化物等有害气体的排放对环境和人体健康带来了严重影响。
烟道气脱氧技术的出现,为解决这一问题提供了有效手段。
烟道气脱氧技术主要通过化学或物理方法,将燃烧过程中产生的有害气体转化为其他相对无害或可利用的物质,以达到减少污染物排放的目的。
在烟道气脱氧技术中,常见的方法包括湿法脱硫、选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)等。
烟道气脱氧技术的应用领域广泛,包括发电厂、钢铁冶炼厂、化工厂、水泥厂等大型工业生产单位。
这些生产单位的燃烧过程中排放的烟道气中含有大量的有害气体,对周围环境和生态系统造成了严重威胁。
烟道气脱氧技术的应用可以有效降低这些有害气体的排放量,实现减少污染物对环境的影响,保护环境和人类健康的目标。
然而,烟道气脱氧技术也面临着一些挑战。
首先,技术的成本相对较高,需要投入较大的资金和资源。
此外,烟道气脱氧技术对设备和技术要求较高,需要具备先进的脱氧设备和专业的操作人员。
此外,烟道气脱氧技术的运行过程中也会产生一些副产物,对环境可能造成新的影响。
尽管存在挑战,烟道气脱氧技术依然具有重要意义。
它能够显著减少大气中的有害气体排放,改善空气质量,保护人类健康。
未来,研发更有效、低成本的烟道气脱氧技术将成为环境保护领域的重要课题。
通过持续创新和技术进步,我们有望更好地应对环境污染问题,实现可持续的发展。
文章结构部分的内容:1.2 文章结构本文共分为三个主要部分:引言、正文和结论。
在引言部分,将对烟道气脱氧技术进行概述,包括其定义和原理。
同时介绍文章的结构和目的。
在正文部分,将详细讨论烟道气脱氧技术的应用领域。
探讨该技术在环境保护、工业生产等方面的实际应用情况。
烟气脱硝技术解析

国内主流烟气脱硝技术解析氮氧化物(NO )是污染大气的主要污染物之一,主要来自化石燃料的燃烧和硝酸、电镀等工业废气以及汽车排放的尾气,其特点是量大面广。
难以治理。
含有氮氧化物的废气排放,会给生态环境和人类生活、生产带来严重的危害。
根据国家环境保护总局有关研究的初步估算,2000年中国NO 的排放量约为1500万t,其中近7O%来自于煤炭的直接燃烧,固定源是NO 的主要来源。
鉴于中国今后的能源消耗量将随着经济的发展而不断增长,因此,NO 的排放量也将持续增加。
据估算,到2010年,中国NO 排放量将达到2194万t。
如果不加强控制,NO 将会对大气环境造成更为严重的污染。
目前,处理氮氧化物废气的方法主要有液体吸收法、固体吸附法、等离子活化法、催化还原法、催化分解法、生物法等,近年来随着世界环境问题的日益突出工业释放的废气所造成的空气污染受到广泛的关注。
本文介绍几种比较有价值的烟气脱硝技术。
1、干法烟气脱硝技术干法脱硝技术主要有:选择性催化还原法、选择性非催化还原法、联合脱硝法、电子束照射法和活性炭联合脱硫脱硝法。
选择性催化还原法是目前商业应用最为广泛的烟气脱硝技术。
其原理是在催化剂存在的情况下,通过向反应器内喷入氨或者尿素等脱硝反应剂,将一氧化氮还原为氮气,脱硝效率可达90%以上,主要由脱硝反应剂制备系统、反应器本体和还原剂喷淋装置组成。
选择性非催化还原法工艺原理是在高温条件下,由氨或其他还原剂与氮氧化物反应生成氮气和水。
该工艺存在的问题是:由于温度随锅炉负荷和运行周期变化及锅炉中氮氧化物浓度的不规则性,使该工艺应用时变得较复杂。
联合烟气脱硝技术结合了选择性和非选择性还原法的优势,但是使用的氨存在潜在分布不均,目前没有好的解决办法。
活性炭法是利用活性炭特有的大表面积、多空隙进行脱硝。
烟气经除尘器后在90~150℃下进入炭床(热烟气需喷水冷却)进行吸附。
优点是吸附容量大,吸附和催化过程动力学过程快,可再生,机械稳定性高。
湿法烟气脱硝技术现状及发展

湿法烟气脱硝技术现状及发展一、本文概述随着全球能源结构的转变和工业化的快速发展,氮氧化物(NOx)排放问题日益严重,对大气环境和人类健康构成了严重威胁。
烟气脱硝技术作为降低NOx排放的重要手段,近年来得到了广泛关注。
其中,湿法烟气脱硝技术以其独特的优势,在众多脱硝技术中脱颖而出,成为当前研究的热点。
本文旨在全面概述湿法烟气脱硝技术的现状与发展,通过对其基本原理、技术特点、应用现状以及存在问题等方面的深入分析,展望其未来的发展趋势,为相关领域的研究与实践提供有益参考。
本文将首先介绍湿法烟气脱硝技术的基本原理和技术特点,包括其脱硝机理、工艺流程、主要设备等。
随后,将重点分析当前湿法烟气脱硝技术的应用现状,包括其在国内外电力、钢铁、化工等行业的实际应用情况以及取得的成效。
在此基础上,本文将探讨湿法烟气脱硝技术存在的问题和挑战,如设备腐蚀、二次污染、能耗较高等问题,并提出相应的解决策略和发展方向。
本文将展望湿法烟气脱硝技术的未来发展趋势,包括技术创新、成本控制、环境友好等方面的进步,以期为相关领域的可持续发展提供有益启示。
二、湿法烟气脱硝技术现状当前,湿法烟气脱硝技术在全球范围内得到了广泛的研究和应用。
该技术以其处理效率高、反应速度快、设备投资少等优点,在烟气脱硝领域占据了重要地位。
然而,湿法烟气脱硝技术也面临着一些挑战,如废水处理、二次污染等问题。
在湿法烟气脱硝技术的研究和应用中,吸收剂的选择是关键技术之一。
目前,常用的吸收剂包括碱性溶液、氧化剂和还原剂等。
这些吸收剂通过与烟气中的氮氧化物发生化学反应,将其转化为无害或低毒的物质。
然而,吸收剂的选择需要根据烟气成分、脱硝效率、运行成本等因素进行综合考虑。
除了吸收剂的选择,反应器的设计也是湿法烟气脱硝技术的关键。
反应器需要具备良好的传质、传热和反应性能,以确保烟气与吸收剂充分接触和反应。
反应器的结构也需要考虑操作方便、维护简单等因素。
在实际应用中,湿法烟气脱硝技术还需要解决废水处理问题。
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烟气氮氧化物脱除技术的特点分析摘要:氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一,也是目前大气污染治理的一大难题。
文章着重介绍了近年来国内外应用和正在研究开发的一些烟气氮氧化物脱除技术,其中包括选择性催化还原法、非催化选择性还原法、催化分解法、等离子体法、液体吸收法、吸附法以及生物法等等。
综述了目前治理的相应技术措施的现状和发展趋势,分析几种主要方法的特点和存在的问题,指出了烟气脱氮的现状及发展方向。
关键词:氮氧化物;烟气;脱硝;技术;综述前言燃煤锅炉排放的烟气中含有SO2、NOx和粉尘等多种有害成份,其中氮氧化物(NOx)是重点控制的污染物之一。
自20世纪70年代起,欧、美、日等发达国家相继对燃煤电站锅炉NOx的排放作了限制,并且随技术与经济的发展,限制日趋严格。
燃料燃烧是NOx的主要来源(占人类排放总量的90%),我国是以燃煤为主的发展中国家,随着经济的快速发展,燃煤造成的环境污染日趋严重,特别是燃煤烟气中的NOx,对大气的污染已成为一个不容忽视的重要问题,我国火电厂锅炉NOx年排放量从198 7年的120.7万~150.6万t增加到2000年的271.3万~300.7万t。
有鉴于此,国家环保局于20世纪90年代中后期,对燃煤电站锅炉NOx的排放作出了限制。
NOx的治理技术可分为燃烧的前处理、燃烧方式的改进及燃烧的后处理三种。
燃烧的后处理也就是对燃烧产生的含NOx的烟气(尾气)进行处理的方法,即烟气脱硝。
本文重点分析几种主要烟气脱硝方法的特点和存在的问题,供研究和应用参考。
1几种主要烟气氮氧化物脱除技术的特点分析1.1选择性催化还原法(SCR)在含氧气氛下,还原剂优先与废气中NO反应的催化过程称为选择性催化还原。
以NH3作还原剂,V2O5-TiO2为催化剂来消除固定源(如火力发电厂)排放的NO 的工艺已比较成熟。
也是目前唯一能在氧化气氛下脱除NO的实用方法。
1979年,世界上第一个工业规模的脱 NOx装置在日本的Kudamatsu电厂投入运行,1990年在发达国家得到广泛应用,目前已达5 00余家(包括发电厂和其它工业部门)。
表1列出了1990年部分国家的发电厂使用SCR装置情况的统计数字[1]。
在理想状态下,此法NO脱除率可达90%以上,但实际上由于NH-3量的控制误差而造成的二次污染等原因,使得通常的脱除率仅达65%~80%。
性能的好坏取决于催化剂的活性、用量以及NH3与废气中的NOx的比率。
NH3-SCR消除NO的方法已实现工业化,且具有反应温度较低(573~753K)、催化剂不含贵金属、寿命长等优点。
但也存在明显的缺点[2]:(1)由于使用了腐蚀性很强的NH3或氨水,对管路设备的要求高,造价昂贵(投资费用80美元/kW)[3];(2)由于NH3的加入量控制会出现误差,容易造成二次污染;(3)易泄漏,操作及存储困难,且易于形成(NH-4)2SO4;(4)这个过程只能适用于固定污染源的净化,难以解决如汽车发动机等移动源产生的NO消除问题。
1.2 非催化选择性还原法(SNCR法)该法原理同SCR法,由于没有催化剂,反应所需温度较高(900~1200℃),因此需控制好反应温度,以免氨被氧化成氮氧化物。
该法净化率为50%。
该法特点是不需催化剂,旧设备改造少,投资较SCR法小(投资费用15美元/kW[3])。
但氨液消耗量较SCR法多。
日本的松岛火电厂的l~4号燃油锅炉、四日市火电厂的两台锅炉、知多火电厂350MW的2号机组和横须贺火电厂350MW 的2号机组都采用了SNCR方法。
但是,目前大部分锅炉都不采用SNCR方法,主要原因如下:(l)效率不高(燃油锅炉的NOx排放量仅降低30%~50%);(2)增加反应剂和运载介质(空气)的消耗量;(3)氨的泄漏量大,不仅污染大气,而且在燃烧含硫燃料时,由于有硫酸氢铵形成,会使空气预热器堵塞[4]。
1.3 催化分解法理论上,NO分解成N2和O2是热力学上有利的反应,NO→1/2N2+1/2O2,△fGm=-86kJ/mol,但该反应的活化能高达364kJ/mol,需要合适的催化剂来降低活化能,才能实现分解反应。
由于该方法简单,费用低,被认为是最有前景的脱氮方法,故多年来人们为寻找合适的催化剂进行了大量的工作,主要有贵金属、金属氧化物、钙钛矿型复合氧化物及金属离子交换的分子筛等。
Pt、Rh、Pd等贵金属分散在Pt/7-Al2O3等载体上,可用于NO的催化分解。
在同等条件下,Pt类催化剂活性最高。
贵金属催化剂用于NO催化分解的研究已比较广泛和深入,近年来,这方面的工作主要是利用一些碱金属及过渡金属离子对单一负载贵金属催化剂进行改性,以提高催化剂的活性及稳定性。
1.4等离子体治理技术电子束(electron|beam,EB)法的原理是利用电子加速器产生的高能电子束,直接照射待处理的气体,通过高能电子与气体中的氧分子及水分子碰撞,使之离解、电离,形成非平衡等离子体,其中所产生的大量活性粒子(如OH、O 和HO2等)与污染物进行反应,使之氧化去除[5]。
许多国家已经建立了一批电子束试验设施和示范车间。
日本、德国、美国和波兰的示范车间运行结果表明,这种电子束系统去除SO2的总效率通常超过95%,去除NOx的效率达到80%~85%[6]。
但电子束照射法仍有不少缺点:⑴能量利用率低,当电子能量降到3eV以下后,将失去分解和电离的功能,剩余的能量将浪费掉;⑵电子束法所采用的电子枪价格昂贵,电子枪及靶窗的寿命短,所需的设备及维修费用高昂;⑶设备结构复杂,占地面积大,X射线的屏蔽与防护问题不容易解决。
上述原因限制了电子束法的实际应用和推广。
针对电子束法存在的缺点,20世纪80年代初期,日本的Masuda提出了脉冲电晕放电等离子体技术[7](pulse corona discharge plasma,PCDP)。
PCDP 技术产生电子的方式与EB法截然不同,它是利用气体放电过程产生大量电子,电子能量等级与EB法电子能量等级差别很大,仅在5~20eV范围内。
与电子束照射法相比,该法避免了电子加速器的使用,也无须辐射屏蔽,增强了技术的安全性和实用性。
20世纪90年代中期,Ohkaho和Chang等根据喷嘴电晕矩的流动稳定性原理,提出了直流电晕自由基簇射脱硫、脱硝过程。
此法的优点是添加剂被分解, NH3排放可减少到0.0038mg/L以下;另一优点是NH-3直接喷入电晕区,不会激活烟气中的其他气体,可提高能量利用率。
其他等离子体治理技术还包括介质阻挡放电技术、表面放电技术等[8],但这些技术都还处于实验室阶段,还没有实际的工业应用。
1.5 液体吸收法NOx是酸性气体,可通过碱性溶液吸收净化废气中的NOx。
常见吸收剂有:水、稀HNO3[9]、NaOH、Ca(OH)2、NH4OH、Mg(OH)2等。
为提高NOx的吸收效率,又可采用氧化吸收法、吸收还原法及络合吸收法等。
氧化吸收法先将NO部分氧化为NO2,再用碱液吸收。
气相氧化剂有O2、O3、Cl2和ClO2等;液相氧化剂有HNO3、KMnO4、NaClO2、NaClO、H2O2、KBrO3、K2Br2O7、Na3CrO4、(NH4)2Cr2O7等。
吸收还原法应用还原剂将NOx还原成N-2,常用还原剂有(NH4)2SO4、(NH4)HSO3、Na2SO3等。
液相络合吸收法主要利用液相络合剂直接同NO反应,因此对于处理主要含有NO的NOx尾气具有特别意义。
NO生成的络合物在加热时又重新放出NO,从而使NO能富集回收。
目前研究过的NO络合吸收剂有FeSO4、Fe(Ⅱ)-EDTA和Fe(Ⅱ)-EDTANa2SO4等。
该法在实验装置上对NO的脱除率可达90%,但在工业装置上很难达到这样的脱除率。
Peter、Harri、Ott等人在中试规模达到了10%~60%的NO脱除率[10]。
此法工艺过程简单,投资较少,可供应用的吸收剂很多,又能以硝酸盐的形式回收利用废气中的NOx,但去除效率低,能耗高,吸收废气后的溶液难以处理,容易造成二次污染。
此外,吸收剂、氧化剂、还原剂及络合物的费用较高,对于含NOx浓度较高的废气不宜采用。
1.6 吸附法吸附法是利用吸附剂对NOx的吸附量随温度或压力的变化而变化,通过周期性地改变操作温度或压力,控制NOx的吸附和解吸,使NOx从气源中分离出来,属于干法脱硝技术。
根据再生方式的不同,吸附法可分为变温吸附法和变压吸附法。
变温吸附法脱硝研究较早,已有一些工业装置。
变压吸附法是最近研究开发的一种较新的脱硝技术。
常用的吸附剂有杂多酸、分子筛、活性炭、硅胶及含NH3的泥煤等[11]。
吸附法净化NOx废气的优点是:净化效率高,不消耗化学物质,设备简单,操作方便。
缺点是:由于吸附剂吸附容量小,需要的吸附剂量大,设备庞大,需要再生处理;过程为间歇操作,投资费用较高,能耗较大。
1.7 生物法处理生物法处理的实质是利用微生物的生命活动将NOx转化为无害的无机物及微生物的细胞质。
由于该过程难以在气相中进行,所以气态的污染物先经过从气相转移到液相或固相表面的液膜中的传质过程,可生物降解的可溶性污染物从气相进入滤塔填料表面的生物膜中,并经扩散进入其中的微生物组织。
然后,污染物作为微生物代谢所需的营养物,在液相或固相被微生物降解净化[12]。
美国爱达荷国家工程实验室(Idaho National Engineering Laboratory)的研发人员最早发明了用脱氮菌还原烟气中NOx的工艺[13]。
当烟气在塔中的停留时间(EBRT)约为1min, NO进口浓度为335mg/m3时,NO的去除率可达到99%。
塔中细菌的最适温度为30~45℃,pH值为6.5~8.5。
虽然微生物法处理烟气中NOx的成本低,设备投入少,但要实现工业应用还有许多的问题需要克服:(1)微生物的生长速度相对较慢,要处理大流量的烟气,还需要对菌种作进一步的筛选;(2)微生物的生长需要适宜的环境,如何在工业应用中营造合适的培养条件将是必须克服的一个难题;(3)微生物的生长,会造成塔内填料的堵塞。
2总结及展望(1)选择性催化还原(SCR)是最早实现工业化应用的氮氧化物脱除技术,其过程要求严格控制NH3/NO比率。
(2)有关催化分解法及催化还原法这两类反应的催化剂虽然研究得很多,但是仍与实际要求有很大的距离。
寻找新型催化材料,探索新的催化剂制备技术以及设计新的催化工艺流程以求得突破,是目前具有实际意义的研究工作。
(3)电子束照射和脉冲电流晕放电是当今烟气脱氮的一大发展方向,可以同时处理大型火力发电厂的CO2、SO2、NOx和飞灰,但存在着设备和运行费用高昂的缺点。
如果设备和运行费用能得到进一步控制,此项技术有良好的应用前景。
(4)传统的液体吸收、吸附脱硝技术工艺过程简单,投资较少,虽然存在不少的问题,但通过处理手段和操作工艺的不断完善,必将焕发出新的生命力。