生物质锅炉脱硫脱硝技术

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生物质燃料在燃煤锅炉脱硝中的应用

生物质燃料在燃煤锅炉脱硝中的应用

生物质燃料在燃煤锅炉脱硝中的应用摘要:脱硝技术是减少氮氧化物(NOx)排放的重要措施,近年来生物质燃烧脱硝作为一种高效低成本的脱硝技术受到了广泛关注。

详细叙述了生物质燃烧脱硝的基本原理,将传统的选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)进行了对比;结合国内外生物质及其衍生燃料应用于燃煤锅炉脱硝的研究进展;给出了生物质及其衍生燃料燃烧均能达到较好的脱硝效果.成本相对较传统脱硝低的建议;最后总结了不同生物质燃烧脱硝方式的优缺点,为其进一步研究和应用提供参考。

引言NOx 是主要大气污染物之一,近年来NOx的大量排放引起了酸雨、光化学烟雾等环境问题,严重危害了人类的生活及动植物的生存。

据预测,到2030年,基准情景下中国NOx 排放量将达到35.4×106t。

因此,对NOx的控制势在必行。

目前工业上应用较多的脱硝技术有SNCR和SCR技术,SNCR效率低,约为25%~40%;SCR使用催化剂,成本高。

由于SNCR和SCR中只有NH3参与还原NOx ,温度过低氨不发生反应,过高则被氧化为NOx,因此最佳温度区间较窄,低温部分脱硝效率极低。

研究表明,适当添加CH4、CO、H2及其混合气可提高低温条件下SNCR反应的脱硝效率。

另外,氨剂还原剂的使用导致氨逃逸。

生物质燃料燃烧脱硝可避免SNCR/SCR技术存在的问题,一方面,因为生物质挥发分含量高,挥发出气体的均能起到还原NOx 的作用,有利于NOx还原,脱硝效率可达60%以上;另一方面,无氨的使用避免了氨逃逸造成的二次污染;同时,生物质燃烧可提供热量,有利于减少燃料成本,是一种高效清洁的脱硝方式。

本文综述了近年来国内外生物质及其衍生燃料脱硝的研究进展,以期为生物质燃料脱硝的进一步研究提供思路和参考。

1生物质燃烧脱硝机理SNCR和SCR技术的原理是将还原剂(主要是氨或尿素)喷人烟气中,在高温作用下迅速产生NHi ,可高度选择地与NOx反应,最终将NOx还原为N2,即使在氧化性气氛中也是如此。

生物质能源燃烧锅炉排放污染物的控制技术

生物质能源燃烧锅炉排放污染物的控制技术

生物质能源燃烧锅炉排放污染物的控制技术随着对可再生能源的需求不断增长,生物质能源作为一种环保、可持续的能源形式备受关注。

然而,生物质能源燃烧锅炉在利用生物质能源的过程中,排放的污染物也成为了一个不可忽视的问题。

为了有效控制生物质能源燃烧锅炉排放的污染物,科学家们不断探索和研究各种控制技术,以保护环境、减少污染。

本文将介绍几种常见的生物质能源燃烧锅炉排放污染物的控制技术。

一、燃烧技术优化燃烧技术是控制生物质能源燃烧锅炉排放污染物的关键。

通过优化燃烧技术,可以提高燃烧效率,减少污染物排放。

其中,关键的技术包括燃烧控制系统、燃烧温度控制、燃烧空气预热等。

通过合理设计和调整燃烧参数,可以有效降低氮氧化物和一氧化碳等有害气体的排放。

二、烟气净化技术除了优化燃烧技术外,烟气净化技术也是控制生物质能源燃烧锅炉排放污染物的重要手段。

常见的烟气净化技术包括电除尘、湿法脱硫、烟气脱硝等。

这些技术可以有效去除燃烧过程中产生的颗粒物、硫氧化物和氮氧化物等有害物质,减少对环境的影响。

三、余热回收利用技术除了控制排放污染物外,还可以通过余热回收利用技术进一步提高生物质能源燃烧锅炉的能源利用效率,减少对环境的负面影响。

余热回收利用技术可以将燃烧过程中产生的余热转化为电能或热能,从而降低能源消耗,减少对环境的压力。

综上所述,生物质能源燃烧锅炉排放污染物的控制技术涉及燃烧技术优化、烟气净化技术和余热回收利用技术等多个方面。

通过采用这些技术,可以有效降低生物质能源燃烧锅炉的污染物排放,保护环境,实现可持续发展。

生物质锅炉脱硝方案

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℃)。

生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术分析与应用

生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术分析与应用

生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术分析与应用随着社会对环保越来越重视,锅炉烟气超低排放已经在全国范围内推广实行。

生物质直燃发电供汽过程中的氮氧化物排放不可忽略。

针对生物质直燃循环流化床锅炉SCR脱硝过程中烟气温度低、碱金属和飞灰含量高的问题,从SCR催化剂配方、脱硝反应器优化设计、脱硝系统集成优化和智能管理等几个方而开展研究,最终研究成果应用于130t/h高温高压生物质循环流化床锅炉。

实践说明,SCR脱硝系统能够将NOx排放水平控制在50mg/m3以下,脱硝效率超过80%氨逃逸浓度低于2.3mg/m3,满足超低排放要求。

20**年9月,某省印发《某省地方燃煤热电联产行业综合改造升级行动计划》,提出到20**年底,现有地方热电厂必须按要求开展烟气超低排放改造,新建、改建机组必须同步建设烟气超低排放治理设施,到达超低排放限值要求,其中规定NOx的排放限值为50mg/m3。

在此规定下,生物质直燃供热发电厂也需要配套烟气超低排放治理设施。

多年来人们对生物质的认识一直存在误区,对于生物质燃料来说,除了最为显著的CO2零排放特性,人们往往认为生物质燃料具有较低的氮含量。

而实际上,大部分生物质中的氮含量为0.5%~1.5%,与煤炭中的氮含量大体相近。

生物质燃料在燃烧过程中不可防止的会排放氮氧化物,己经有较多的研究说明生物质在燃烧过程中的氮氧化物排放不可忽略。

但是生物质锅炉受燃料特性等因素的影响,烟气温度低、碱金属和飞灰含量高。

如果采用燃煤机组上常用的选择性催化复原法(SCR)+选择性非催化复原法(SNCR)深度脱硝法,催化反应温度不够,还容易出现催化剂中毒、脱硝装置堵塞磨蚀等问题,最终造成NOx排放超标。

针对这一问题,文中将从生物质锅炉烟气脱硝技术研究、工程实践与运行调整这3个方面开展阐述。

1生物质锅炉脱硝技术研究与应用***新嘉爱斯热电公司建有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。

生物质锅炉发电烟气脱硫脱硝协同治理技术

生物质锅炉发电烟气脱硫脱硝协同治理技术

生物质锅炉发电烟气脱硫脱硝协同治理技术摘要:随着国内的燃煤锅炉发电的增多,节约煤炭能源和资源再利用显得更加重要,近年来,生物质锅炉发电备受行业关注,而面临的环境污染问题也越来越严重,传统的烟气脱硫脱硝治理技术体系复杂庞大,难以满足市场需求,在了解和掌握传统的烟气治理基础上,提出一种烟气脱硫脱硝协同处理技术,以改善大气环境,实现“50355”超净排放。

关键词:生物质锅炉发电;CFB-D LOR;协同治理;超净排放1、前言近年来,随着我国的生物质锅炉发电容量提高,烟气排放量增加,给大气环境、人们健康带来严重影响,特别在我国浙江、广州、江苏等多地已陆续推出超净排放的环保要求,以满足国家颁布《火电厂大气污染物排放标准》50355,即大气污染物排放达到:氮氧化物小于50mg/Nm3、二氧化硫小于35mg/Nm3、粉尘小于5mg/Nm3,因此,需加强该方面的治理,改善大气环境。

2、CFB-D干式超净脱硫+集成系统低温氧化反应(LOR)协同脱硝工艺流程由真空上料系统将成品次氯酸钠加入到次氯酸钠槽,配制成20%溶液,再由泵送至半干法脱硫塔喷枪,形成微小雾滴,与烟气中的NO反应,氧化成NO2,随后与脱硫剂(Ca(OH)2)反应,同时烟气中的二氧化硫也与脱硫剂(Ca(OH)2)反应,最终形成固态盐,通过后续布袋除尘器一起过滤收集后由罐车运走。

图1CFB-D LOR工艺流程图3、具体原理及步骤脱硫原理:首先从生物质锅炉排出的烟气通过脱硫岛进口烟道从底部进入吸收塔,在吸收塔进料段高温烟气与加入的吸收剂(Ca(OH)2)、循环脱硫灰充分预混合,进行初步的脱硫反应,在这一区域主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。

在文丘里的出口扩管段设一套喷水装置,喷入雾化水以降低脱硫反应器内的烟温,使烟温降至高于烟气露点20℃左右,从而使得SO2与Ca(OH)2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。

吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行第二步的充分反应,生成副产物CaSO3·1/2H2O,此外还有与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O等,最终再去布袋除尘器收集捕获[1]。

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)

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

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)

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。

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编号:AQ-JS-00241( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑生物质锅炉脱硫脱硝技术Desulfurization and denitrification technology of biomass boiler生物质锅炉脱硫脱硝技术使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。

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+2H2O 2NH3→N2+3H2NO2+H2→NO+H2O2NO+2H2→N2+2H2O脱硫反应:SO2+2H2→S↓+2H2O2SO2+2CO→2S↓+3CO2 ZYY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。

烟囱排烟存在烟羽问题、脱硫废水二次污染问题。

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