白興

碧水藍(lán)天環(huán)保集團(tuán)有限公司

集成技術(shù)工藝在煙氣脫硫脫硝的應(yīng)用

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本文通過分析煤炭生物脫硫法、物理法、化學(xué)法以及煤轉(zhuǎn)化脫硫、型煤固硫、循環(huán)硫化床燃燒脫硫、回收法和拋棄法幾中技術(shù)探討了燃燒前、燃燒中、燃燒后的脫硫技術(shù)，通過分析低氮氧化物燃燒、分段燃燒、煙氣再循環(huán)、吸收、吸附、催化還原幾中技術(shù)探討了煙氣脫硝技術(shù)，旨在為集成技術(shù)工藝在煙氣脫硫脫硝的應(yīng)用提供有效參考。

集成技術(shù)；煙氣；脫硫脫硝；煤炭

1 前言

煙氣中的煙塵、氮氧化物和含硫氣體是造成溫室效應(yīng)、酸雨和大氣環(huán)境污染的主要污染源，據(jù)相關(guān)部門不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)超過58.3%的城市空氣質(zhì)量劣于三級(jí)，只有少部分城市空氣質(zhì)量達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)二氧化硫排放量到2020年將產(chǎn)生3500萬噸，由此可見我國(guó)的含硫氣體、氮氧化物的污染已經(jīng)十分嚴(yán)重。集成技術(shù)工藝是結(jié)合多種技術(shù)綜合脫硫脫硝的新工藝，下面本文主要探討我國(guó)集成技術(shù)常用的幾種煙氣脫硫脫硝工藝。

2 燃燒前的脫硫技術(shù)

燃燒前的脫硫技術(shù)是指在煤燃燒前利用一切辦法凈化煤中的硫元素，燃燒前的脫硫技術(shù)主要有煤炭生物脫硫法、物理法和化學(xué)法。煤炭生物脫硫法主要是利用微生物將煤炭中的無機(jī)硫氧化、溶解，以達(dá)到脫硫的目的。微生物脫硫主要有兩種，一種是微生物直接作用脫硫，另一種是中間產(chǎn)物引起煤中硫的純粹化學(xué)作用。這兩種方法脫硫方法即節(jié)約成本、耗能量少又不污染環(huán)境，是脫硫中比較好的方法，但是脫硫微生物比較難制作，我國(guó)缺少檢測(cè)煤中硫的先進(jìn)技術(shù)，且微生物脫硫不穩(wěn)定，多方面原因?qū)е挛⑸锩摿蚝茈y推廣應(yīng)用。物理脫硫主要是選煤，利用黃鐵礦、清潔煤和灰分的比重不同將黃鐵礦和灰分去除，但是這種方法只能去除無機(jī)硫，并不能去除有機(jī)硫。化學(xué)脫硫有純化學(xué)脫硫和物理化學(xué)結(jié)合脫硫兩種方法，純化學(xué)脫硫是指利用化學(xué)反應(yīng)脫硫，比如堿法脫硫、氫化法脫硫、氣體脫硫等。物理化學(xué)脫硫就是指浮選，即是根據(jù)煤中硫物理化學(xué)性質(zhì)不同進(jìn)行將含硫成分剔除。煤轉(zhuǎn)化中脫硫技術(shù)是指將固體煤轉(zhuǎn)化成煤氣液化煤，這種方法即可將煤中硫去除又可提高煤的利用率，是我國(guó)應(yīng)用最普遍的方法。

3 燃燒過程中脫硫脫硝技術(shù)

3.1 燃燒過程中的脫硫技術(shù)

燃燒過程中脫硫在我國(guó)應(yīng)用比較普遍的技術(shù)只要有兩種，一種是型煤固硫技術(shù)，另一種是循環(huán)硫化床燃燒脫硫技術(shù)。型煤固硫技術(shù)是指在燃燒前按一定比例配煤，然后將配好的煤粉碎加入預(yù)處理后的混合劑（混合劑有兩種一種是粘結(jié)劑，另一種是固硫劑），最后是利用機(jī)械設(shè)備擠壓、干燥。這種技術(shù)脫硫原理是煤在燃燒時(shí)固硫劑中的氧化鈣會(huì)和燃燒產(chǎn)生的二氧化硫和三氧化硫結(jié)合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將硫以硫酸鈣的形式析出。這種技術(shù)投資成本比較高，我國(guó)一般用有機(jī)化工廠的電石渣和無機(jī)化工廠的廢渣制固硫劑，用造紙黑液火花黏土制粘結(jié)劑。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)這種廢物再利用的方法的型煤固硫率在40%-75%之間，煙氣排放量脫出的硫量在50%-80%之間，同時(shí)還可脫25%-40%的硝含量，不僅可明顯節(jié)約成本還提高了型煤的成煤率，是我國(guó)進(jìn)行大批量生產(chǎn)型煤的重要條件。循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)的原理是利用高溫除塵器將飛出的煤塵吸回爐膛再循環(huán)利用，它是通過提高煤的硫化燃燒率減少煙氣中的含硫物，這種技術(shù)適應(yīng)各種煤炭脫硫，在爐膛內(nèi)脫硫簡(jiǎn)單快捷，可將煤炭燃燒率提高到99%以上，煤炭的有效利用率超過90%，脫硫率超過90%，同時(shí)低溫燃燒降低了氮氧化物的生成量。由此可知，循環(huán)硫化床燃燒脫硫技術(shù)是一項(xiàng)比較實(shí)用的技術(shù)。

3.2 燃燒過程中的脫硝技術(shù)

燃燒中的脫硝技術(shù)主要是通過根據(jù)煙氣中氮氧化物的形成原理進(jìn)行脫硝，目前已經(jīng)有的脫硝技術(shù)有低氮氧化物燃燒技術(shù)、分段燃燒技術(shù)和煙氣再循環(huán)技術(shù)等。煙氣再循環(huán)技術(shù)是將煤炭燃燒后的煙氣重返爐膛再次燃燒，重返的煙氣經(jīng)過冷卻后不僅含氧量降低到8%，還可降低爐膛中的燃燒溫度，以此達(dá)到抑制氮氧化物生成量的目的。但是這種方法投資成本高、技術(shù)難度大，并未被我國(guó)應(yīng)用推廣。分段燃燒技術(shù)是我國(guó)目前應(yīng)用比較廣泛的脫硝技術(shù)，其中二段燃燒又是分段燃燒應(yīng)用較多的技術(shù)。二段燃燒脫硫是指在鍋爐中通入少于理論的空氣量，讓煤炭在缺氧的情況下不完全燃燒，鍋爐氧氣量和溫度被降低，生成的氮氧化物也會(huì)降低。然后將煙氣冷卻后重返鍋爐通入足量空氣，二次利用的煙氣在低溫氧氣充足的情況下也會(huì)有效降低氮氧化物生成量。據(jù)相關(guān)專家統(tǒng)計(jì)這種方法可降低25%-50%的氮氧化物生成量，煙氣脫硝效果明顯。低氮氧化物燃燒是集合分段燃燒、再循環(huán)利用燃燒等技術(shù)形成一種新工藝進(jìn)行煙氣脫硝，這種技術(shù)的脫硝率可達(dá)68%以上。

4 燃煤后煙氣脫硫脫硝技術(shù)

4.1 燃燒后煙氣脫硫技術(shù)

燃煤后煙氣脫硫技術(shù)是我國(guó)也是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)，這種技術(shù)東西方各國(guó)總共研制出200多種方法，但是應(yīng)用在商業(yè)中的還不到20種。按煙氣脫硫后的產(chǎn)物是否回收可將之分為回收法和拋棄法兩種，其中回收法因投資成本高且效果不好甚至?xí)審S家虧損，不被商業(yè)化應(yīng)用。拋棄法是指將煙氣中的硫化物轉(zhuǎn)化成硫酸、液體硫化物和硫磺固體、化肥、農(nóng)藥等有用物質(zhì)回收，但是因我國(guó)技術(shù)不能有效處理脫硫后的廢渣、廢液，也不能將脫硫資源制成化肥、農(nóng)藥等有用物質(zhì)，因此這種方法在我國(guó)應(yīng)用不是很廣泛。

4.2 燃燒后煙氣脫硝技術(shù)

燃燒后煙氣脫硝技術(shù)可分為催化還原技術(shù)、吸附技術(shù)和吸收技術(shù)，催化還原法是指選用一些還原性比較高的碳?xì)溥€原劑，使之在適合的溫度和催化劑的作用下將煙氣中的氮氧化物還原成氮?dú)夂退瑢?shí)現(xiàn)煙氣脫硝的目的。吸附技術(shù)是通過周期性控制溫度或者壓力利用吸附劑將氮氧化物吸附出來進(jìn)行脫硝，這種方法脫硝率較高，脫硝后的產(chǎn)物可回收再利用，是目前比較經(jīng)濟(jì)的一種脫硝方法。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，我國(guó)煙氣脫硫脫硝技術(shù)多種多樣。集成技術(shù)工藝即是將多種脫硫脫硝技術(shù)以某種工藝連接起來，形成一種新工藝。煙氣脫硫技術(shù)大致可分為三類，分別是是燃燒前的脫硫技術(shù)、燃燒中的脫硫技術(shù)、燃燒后煙氣脫硫技術(shù)。但是脫硝技術(shù)只有燃燒中的脫硝技術(shù)和燃燒后的脫硝技術(shù)兩種。

[1] 王雪濤,王沛迪,劉予,任建興.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].能源與節(jié)能,2014(8):11～13.

[2] 丁佳生.煙氣脫硫脫硝工藝一體化設(shè)計(jì)與探究[J].科技展望,2015(29):130～130.