1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 第一章脫硫脫硝概述2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.1大氣中SO2的來源與危害2 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.2大氣中NOX的來源與危害2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第二章濕法脫硫技術4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2.1濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫技術4

2、HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.2間接石灰石-石膏法脫硫技術42.2.1雙堿法5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2.2堿式硫酸鋁法5 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 2.2.3液相催化氧化法52.3 海水脫硫技術5 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 2.4鈉堿吸收法7 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.5濕式氨法脫硫技術7 HY

3、PERLINK l bookmark35 o Current Document 2.6金屬氧化物法7 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2.6.1氧化鎂法7 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 2.6.2氧化鋅法8 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 第三章干法和半干法脫硫技術10 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3.1噴霧干燥法脫硫工藝10 HYPERLINK l bookmark53 o Cur

4、rent Document 3.2煙氣循環(huán)流化床脫硫技術10 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 3.3爐內(nèi)噴鈣脫硫技術11 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 3.4電子束法脫硫工藝11 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 3.5活性炭吸附法12 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 3.6氣相催化氧化法12 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 第四章還原法

5、脫氮技術13 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 4.1選擇性非催化還原法13 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 4.2非選擇性催化還原法13 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 4.3選擇性催化還原法13 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 第五章 吸收和吸附脫氮技術15 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 5.1酸吸收法15 HYPERLINK l b

6、ookmark88 o Current Document 5.2堿液吸收法15 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 5.3氧化吸收法15 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 5.4液相還原吸收法16 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 5.5液相絡合吸收法16 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 5.6活性炭吸附法脫氮技術16 HYPERLINK l bookmark103 o Current Docu

7、ment 參考文獻：17第一章脫硫脫硝概述工業(yè)化在促進社會發(fā)展的同時，也給環(huán)境造成了巨大的損害。其中，燃料燃燒排放的二 氧化碳是引起溫室效應的主要物質(zhì)，SO2、NOX以及飛灰顆粒又是大氣污染的主要來源。燃 煤鍋爐煙道氣產(chǎn)生的煙塵也是造成大氣污染的主要原因之一，其主要成份是SO2和NOX,這 些污染物質(zhì)的治理和減排是一個亟待解決的問題1。1.1大氣中SO2的來源與危害大氣中的SO2大多數(shù)是因為對含硫礦石的冶煉、對化石燃料的燃燒、或含硫酸、磷肥等 生產(chǎn)的工業(yè)廢氣以及機動車輛的尾氣排放。目前SO2排放主要來自燃煤的廢氣，中國又是燃 煤大國，我國火電廠排放SO2的嚴峻形勢及對環(huán)境污染的嚴重影響，指出了

8、控制SO2排放的迫 切性。還有一部分SO2來源于自然過程，包括火山噴發(fā)出來的SO2，沼澤、濕地、大陸架等處 釋放的H2S進入大氣后被氧化為SO2,含硫有機物被細菌分解及海洋形成硫酸鹽氣溶膠在大 氣中經(jīng)過一系列變化而產(chǎn)生的SO2等2。SO是一種無色具有強烈刺激性氣味的氣體，易溶解于人體的血液和其他黏性液。大氣 2中的SO2會導致呼吸道炎癥、支氣管炎、肺氣腫、眼結(jié)膜炎癥等。同時還會使青少年的免疫 力降低，抗病能力變?nèi)酢O在氧化劑、光的作用下，能生成硫酸鹽氣溶膠，硫酸鹽氣溶膠 2能使人致病，增加病人死亡率。SO2還能與大氣中的飄塵黏附，當人體呼吸時吸入帶有SO2 的飄塵，會使SO2的毒性增強。研究

9、表明，在高濃度的SO2的影響下，植物產(chǎn)生急性危害， 葉片表面產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；在低濃度SO2的影響下，植物的生長機 能受到影響，造成產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。SO2對金屬具有腐蝕性，特別是對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕， 每年給國民經(jīng)濟帶來很大的損失。據(jù)估計，工業(yè)發(fā)達國家每年因為金屬腐蝕而帶來的直接經(jīng) 濟損失占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2%4%。1.2大氣中NOX的來源與危害NOX的種類有很多，主要包括一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N2O）、二氧化氮（NO2）、 四氧化二氮（N O ）、五氧化二氮（NO ）等，造成大氣污染的主要指NO和NO，一般認為NOX2 42 52中NO約占95%，NO2約占5%。大

10、氣中NOX的來源主要有兩方面：（1）自然界每年生成NOX 約5X108噸。包括高空中閃電使氮氣和氧氣化合生成NOX，還有平流層的注入、NH3的氧化、 生物質(zhì)的燃燒和土壤的釋放等；（2）每年人為向大氣排放的NOX約為5.21X107噸。人類活 動排放的NOX主要來自各種燃料的燃燒過程，其中工業(yè)窯爐和汽車排放最多。此外，硝酸的 生產(chǎn)或使用過程、氮肥廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程也有NOX 的生成。NOX對人體健康有很大的影響，其中危害最大的是NO2，NO2常常導致各種職業(yè)病，較常 見的是由急性高濃度NO2中毒引起的肺水腫，以及由慢性中毒而引起的慢性支氣管炎和肺水 腫。而NO又

11、非常容易與動物血液中的色素結(jié)合，造成血液缺氧而引起中樞神經(jīng)麻痹。NOX 也是酸雨、酸霧的主要污染物，酸雨會破壞森林植被，造成土壤酸化、貧瘠、物種退化、農(nóng) 業(yè)減產(chǎn)，還會使水體造成污染。如果NOX與碳氫化合物結(jié)合，會形成光化學煙霧。典型的事 例為1952年美國洛杉磯光化學煙霧事件，該事件致使大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉嚨咳嗽、 皮膚潮紅等癥狀，嚴重者心肺功能衰竭。同時NOX也參與了臭氧層的破壞，氧化亞氮在高空 同溫層中會破壞臭氧層，使較多的紫外線輻射到地面，增加皮膚癌的發(fā)病率，還可以影響人 的免疫系統(tǒng)。所以，煙氣中的NOX控制和治理尤為重要。第二章濕法脫硫技術2.1濕式石灰石石膏法煙氣脫硫技術石灰石一

12、石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術，日本、德國、美國的火 力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。該工藝的主要反應是在吸收塔中進行的， 送入吸收塔的吸收劑一石灰石(石灰)漿液與經(jīng)煙氣再熱器冷卻后進人吸收塔的煙氣接觸混 合，煙氣中的二氧化硫(SO2)與吸收劑漿液中的碳酸鈣(CaCO3)以及鼓人的空氣中的氧氣 (O2)發(fā)生化學反應，生成二水硫酸鈣(CaS04 - 2H20)即石膏；脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除 去霧滴、煙氣再熱器加熱升溫后，經(jīng)煙囪排人大氣。總的反應為：CaCO +SO +1/10 +2H 0CaS0 - 2H 0+C0 , 3222422脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去攜

13、帶的細小液滴經(jīng)煙囪排人大氣，脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水 后回收利用。剩余漿液與新加入的石灰石漿液一起循環(huán)，這樣可以使加人的吸收劑充分被利 用，并確保石膏晶體的增長。石膏晶體的正常增長是最終產(chǎn)品處理比較簡單的先決條件。新 鮮的吸收劑石灰石(CaC03)漿液根據(jù)pH值和分離SO2量按一定比例直接加入吸收塔。其具 體工藝流程圖如下：32右成也/心換-幻曹誨屋陽9朋蝶JL/溢雀圖2.2間接石灰石-石膏法脫硫技術傳統(tǒng)的石灰石一石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、 硫酸鈣，由于其溶解度較小，極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。結(jié)垢堵塞問題 嚴重影響脫硫系統(tǒng)的正常運行，更甚者

14、嚴重影響鍋爐系統(tǒng)的正常運行。為了盡量避免用鈣基 脫硫劑的不利因素，發(fā)展了間接石灰石一石膏法。這類方法有雙堿法、堿式硫酸鋁法和液相催化氧化法等。2.2.1雙堿法雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內(nèi)脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應 產(chǎn)物溶解度大，不會造成過飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池 內(nèi)用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。雙堿法脫硫工 藝降低了投資及運行費用，比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造。其工藝主要包括五個部分：（1）吸收劑制備與補充；（2）吸收劑漿液噴淋；（3）塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合；（4）再生池漿液 還原鈉基堿；（5）石膏脫

15、水處理。2.2.2堿式硫酸鋁法該法用堿式硫酸鋁溶液吸收廢氣中的二氧化硫。吸收后的吸收液送入氧化塔，塔底鼓入 壓縮空氣，使Al2（SO3氧化。氧化后的吸收液大部分返回吸收塔循環(huán)使用，只引出一小 部分送至中和槽加入石灰石再生，并副產(chǎn)石膏。該法的優(yōu)點是處理效率高，氣液比較小， 氧化塔的空氣利用率高，設備材料較易解決。2.2.3液相催化氧化法液相催化氧化法煙氣脫硫是在催化劑作用下，在水溶液內(nèi)吸收和氧化煙氣中SO2的脫硫 工藝。早期工作是研究從生產(chǎn)氧化鋁的酸法過程中回收SO2。窯氣（1.0-6.5%的SO2）中的 SO2用含有Mn2+離子（作為催化劑）的吸硫酸洗滌，供氧方法為用含有少量臭氧的空氣對酸 進

16、行吹氣 O工藝包括三步：溶解于稀硫酸中的SO2與Fe3+催化劑反應使煙氣中SO2氧化，反應溫度50-70C為宜， 反應結(jié)果生成H2SO4,并使Fe3+還原為Fe2+ ；將吸收液氧化使溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，溶解于溶液中SO2也被氧化；當吸酸濃度達5%時，引出部分至結(jié)晶槽，加入石灰石粉末即制得石膏。該工藝簡單，運轉(zhuǎn)可靠，并可副產(chǎn)石灰，但缺點亦突出，主要為液氣比大，稀硫酸腐蝕 性很強，對設備材質(zhì)要求較高。2.3海水脫硫技術海水脫硫的工藝是基于海水中可溶解的重碳酸鹽使得海水具有弱堿性（pH值為8.1-8. 3），這種堿性對于中和SO2非常適合。當煙氣通過以海水為吸收介質(zhì)的吸收區(qū)后，SO2從煙

17、氣里析出，成為可溶解的SO2，并轉(zhuǎn)化成亞硫酸氫根離子和硫酸氫根離子，經(jīng)氧化最終成為硫 酸根離子。硫酸根離子是海水中的天然元素，含量一般小于5%,對環(huán)境無害。海水脫硫工藝的流程見下圖，爐內(nèi)煙氣經(jīng)過靜電除塵器除塵后送人到氣/氣熱交換器進 行冷卻，再進人吸收塔。冷凝器里的一部分排水通過重力流人海水脫硫裝置(FGD)的泵站。 這些海水被當作吸收劑，由噴淋泵打進吸收塔，經(jīng)過噴淋系統(tǒng)后在吸收塔里形成很好霧狀液 滴。在吸收塔里煙氣與霧狀的海水接觸、混合，最終除去煙氣里的so2。循環(huán)冷卻水出口管道L乘站字I號吸收塔循環(huán)冷卻水出口管道L乘站字I號吸收塔1號電除塵 后煙氣在吸收塔里噴出的海水將氣相SO2轉(zhuǎn)化成液相

18、，可溶解的SO2立刻與海水反應，形成酸 式亞硫酸鹽離子：SO2 (L)十 H2O H+HS03-產(chǎn)生的氫離子和溶解在海水里的碳酸氫根離子中和：H+HC03- 一電0+叫在吸收塔的排水池里亞硫酸根離子進一步氧化成硫酸氫根離子：HS03-+O (L)HS04-從冷凝器里再取一定量的海水加人到噴淋塔的排水池里，以確保給氧化反應提供一個最 佳的pH值。同時通過空氣壓縮機不斷地向排水池輸送空氣為氧化反應提供過量的氧氣，并 析出中和反應后形成的C02。吸收塔里的排水具有酸性，必須在排放前加人其余的海水進行中和，這些海水仍舊取自 冷凝器出口。硫酸氫根離子進一步形成硫酸根離子，從而使得S02不再從海水里析出：

19、HS03-+HC03- S042-+H2O+CO2海水作為吸收介質(zhì)采用冷凝器出口的排水，先取30%-50%的冷卻水通過地下管道流人 FGD塔的泵站，泵站裝有3個噴淋泵，負責向吸收塔里的噴淋系統(tǒng)輸送海水。另取部分冷凝 器排水加到吸收塔下的排水池，以確保氧化過程中得到最佳的pH值。當吸收塔的排放水排 入再反應池時，冷凝器里其余的排水被引人再反應池與排放水中和。進一步的化學反應得到 可溶解的硫酸根離子。脫硫后海水帶著輕微增加的硫份(1%-3%)通過循環(huán)冷卻水的出口管道 返回大海4。化學反應后產(chǎn)生的硫酸濃度非常低，可以一直保持溶解狀態(tài)而不與海水里鈣和 鎂離子反應成沉淀物。最后將這些符合污水排放標準的海

20、水排回大海。2.4鈉堿吸收法本法是用NaOH、Na2CO3和N32SO3的水溶液作為吸收劑，吸收煙氣中的SO2。其中使用最多 的是威爾曼一洛德(Wellman-Lord)法，是美國和日本應用較多的脫硫方法。此法實際上是采 用Na2CO3和NaHSO3混合液為吸收劑。當吸收劑中NaHSO3濃度達到80%-90%時,就要對吸收劑 進行再生，可獲得較高濃度的SO和NaCO。再生后的Na CO可用于循環(huán)使用，SO可用于生 223232產(chǎn)硫酸。對煙氣的吸收效率可達到90%以上。2.5濕式氨法脫硫技術氨是一種良好的堿性吸收劑，其堿性強于鈣基吸收劑。用氨吸收煙氣中的SO2反應速率 快，吸收率高，脫硫效率高，

21、脫硫費用低。副產(chǎn)品可以得到經(jīng)濟效益較好的硫酸銨化肥，進 一步降低脫硫成本曰。濕式氨法脫硫工藝最早由Kroup Kroppersg公司開發(fā)于20世紀70年代，是目前較成熟 的、已工業(yè)化的氨法脫硫工藝，并且濕式氨法既脫硫又脫氮。濕式氨法工藝過程一般分成三 大步驟：脫硫吸收、中間產(chǎn)品處理、副產(chǎn)品制造。根據(jù)過程和副產(chǎn)物的不同，濕式氨法又可 分為氨-硫銨肥法、氨-磷銨肥法、氨-酸法、氨-亞硫酸銨法等。氨法具有一不可避免的缺 點：排氣中的氨生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以出去的氣溶膠，造成氨氣損失和尾氣 排放。2.6金屬氧化物法除了 CaO的水合物Ca (OH) 2常用于脫硫外，其他一些金屬氧化物(Mg

22、O, ZnO、MnO、 CuO等)的水合物或漿液也有吸收SO2的能力。2.6.1氧化鎂法氧化鎂脫硫的典型工藝流程圖如下：氧化鎂法脫硫工藝是在近年來隨著煙氣脫硫技術不斷發(fā)展和完善的過程中出現(xiàn)的一種 新型煙氣脫硫工藝。氧化鎂法煙氣脫硫的基本原理是用氧化鎂為脫硫劑吸收煙氣中的SO2， 生成含水亞硫酸鎂和少量硫酸鎂，然后送流化床加熱分解。分解生成的氧化鎂可再用于脫硫， 釋放出的SO2可回收利用加工成經(jīng)濟效益高的液體SO2或硫磺。氧化鎂濕法煙氣脫硫系統(tǒng)被認為是一種可再生的回收系統(tǒng)。一般而言，可再生的回收系 統(tǒng)，其投資和操作成本相對較高。而在回收產(chǎn)物有銷路的情況下，脫硫費用又可顯著降低。 鎂法脫硫的兩種產(chǎn)

23、物亞硫酸鎂和硫酸鎂，后者可作鎂肥和配制復合鎂肥;前者較易熱分解， 亦易氧化為硫酸鎂。亞硫酸鎂熱分解的兩種產(chǎn)物氧化鎂和SO2,前者可作為脫硫吸收劑回收 利用，后者亦具有工業(yè)回收利用價值。可見，兩種脫硫產(chǎn)物均有回收利用價值。其中硫酸鎂 的分離回收工藝更為簡單，又能將氧化鎂轉(zhuǎn)化成價值比石膏更高的鎂肥和復合鎂肥原料，更 符合資源綜合利用的方向。分離回收硫酸鎂，可使氧化鎂和脫硫產(chǎn)物的特性得以最合理的利 用，最能發(fā)揮鎂法脫硫的優(yōu)勢。其分離回收工藝簡捷，且省去了熱分解制酸一整套繁雜的后 續(xù)工藝。硫酸鎂及其水合物也有較大的市場需求，作為脫硫副產(chǎn)物，其經(jīng)濟性顯著優(yōu)于同類 工業(yè)產(chǎn)品，關鍵在于減少有害物的含量。氧化

24、鎂法脫硫同其他的脫硫工藝相比，最大的特點是工藝流程短，占地面積少，設備投 資低，脫硫效率高，適用范圍廣，對高硫煤及重油等燃料均可適用。新工藝的技術特征在于 改變了脫硫產(chǎn)物在循環(huán)吸收液中的相態(tài)和濃度，將現(xiàn)工藝中先結(jié)晶后過濾的回收工序改為先 過濾后結(jié)晶。新工藝過濾去除的是在脫硫劑和煙氣流的固態(tài)雜質(zhì)顆粒，而不是現(xiàn)有工藝所回 收的脫硫產(chǎn)物；通過結(jié)晶從諸多液相組分中分離出來的晶體才是新工藝所要回收的脫硫產(chǎn) 物。因此，在相同工況條件下，氧化鎂法可以獲得比其他脫硫工藝更大的環(huán)境效益、經(jīng)濟效 益和社會效益7。2.6.2氧化鋅法氧化鋅法脫硫技術，是將含氧化鋅的物料加水或制漿溶液配制成懸浮礦漿，在吸收設備 中與煙

25、氣中的SO2接觸，利用氧化鋅與SO2間的化學反應，將SO2主要以亞硫酸鋅(還有亞硫 酸氫鋅、硫酸鋅)的形式予以脫除。亞硫酸鋅可用熱分解或酸分解方法，產(chǎn)出高濃度SO2回 收利用，同時使氧化鋅得以再生或產(chǎn)出硫酸鋅、金屬鋅等產(chǎn)品。吸收過程中發(fā)生的主要反應為：ZnO+SO +2.5H O f ZnSO 2.5H2O同時，進行下列副反應：2ZnO+2SO +H Of Zn(HSO )ZnSOjSOjHQfZniHSOZn (HS0 ) +ZnO+4H Of 2ZnS0 2.5HO32232生成的的溶度積Ks=1.34 x 10-5，主要以固體物形式進人沉渣。脫硫產(chǎn)物的處理有三種方法：ZnO脫硫一空氣氧化

26、法 將脫硫產(chǎn)物用空氣氧化為ZnSO4，進而生產(chǎn)電解鋅、立 德粉或七水硫酸鋅等產(chǎn)品。ZnO脫硫一酸分解法 將脫硫產(chǎn)物加硫酸分解，產(chǎn)出高濃度SO2用于生產(chǎn)液態(tài)SO2 或制酸，同時得到ZnSO4溶液。ZnO脫硫一熱分解法 控制吸收過程條件，使脫硫產(chǎn)物只要生成ZnSO3 - 5/2H2O 結(jié)晶，經(jīng)脫水、干燥、熱分解產(chǎn)出高濃度SO2和ZnO。第三章 干法和半干法脫硫技術3.1噴霧干燥法脫硫工藝噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，由泵打 入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置，在吸收塔內(nèi)，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與 煙氣中的SO2發(fā)生化學反應生成CaS03，煙氣中的SO2

27、被脫除。與此同時，吸收劑帶入的水分 迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產(chǎn)物及未被利用的吸收劑呈干燥顆粒狀， 隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。為了提高脫硫 吸收劑的利用率，一般將部分除塵器收集物加入制漿系統(tǒng)進行循環(huán)利用。該工藝有兩種不同 的霧化形式可供選擇，一種為旋轉(zhuǎn)噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。噴霧干燥法脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點，脫硫率 可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應用范圍（8%）。脫硫灰渣可用作制 磚、筑路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑9。3.2煙氣循環(huán)流化床脫硫技術該工藝由吸收劑制備、

28、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采 用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對SO2有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收 劑。未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進入。吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流 經(jīng)文丘里管后速度加快，并在此與很細的的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之 間劇烈摩擦，形成流化床，在噴人均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的SO2反應 生成 CaSO3 和 CaSO4。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進人再循環(huán)除塵器，被分離出來的 顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復循環(huán)達百次之多，故吸收劑利用率較高。此工藝的副產(chǎn)物呈干

29、粉狀，其化學成分與噴霧干燥法脫硫工藝類似，主要由飛灰、 CaS03、CaSO4和未反應完的吸收劑等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1. 3時，脫 硫率可達90%以上，排煙溫度約70C。此工藝在國外目前應用在100-200 MW等級機組。由 于其占地面積少，投資省，尤其適合于老機組煙氣脫硫。3.3爐內(nèi)噴鈣脫硫技術爐內(nèi)噴鈣、尾部增濕脫硫工藝主要有LIFAC、LIMB和LIDS三種。LIFAC脫硫技術(爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術)是由芬蘭的Tempella公司和IVO公司 首先開發(fā)成功并投人商業(yè)應用的，該技術是將石灰石于鍋爐的850

30、-1150C部位噴入起到部 分固硫作用ma。在尾部煙道的適當部位(一般在空氣預熱器和除塵器之間)裝設增濕活化反應 器，使爐內(nèi)未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)，進一步吸收二氧化硫，提高脫硫率。2LIFAC工藝主要包括以下三步：(1)爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)將磨細到325目左右的石灰石粉用氣流輸送方法噴射到爐膛上部溫度為900-1150C的 區(qū)域，CaC03立即分解并與煙氣中SO2和少量S03反應生成CaSO3和CaS04。可使爐內(nèi)噴鈣的 脫硫率達到75 %，投資占整個脫硫系統(tǒng)投資的10%左右。ICaCOsCaO + C02CaO + S02 + 02 CaSOCaO + S03 (叔翥爐后增濕活化在安

31、裝于鍋爐與電除塵器之間的增濕活化器中完成，在活化器內(nèi)，爐膛中未反應的Ca0 與噴人的水反應生成Ca ( OH )2, SO2與生成的新鮮Ca(OH)2快速反應生成CaS03，接著又部 分被氧化為CaS04。煙氣經(jīng)過加水增濕活化，可使系統(tǒng)的總脫硫率達到75%以上，而其投資 約占整個系統(tǒng)投資的85 %。CaO + H2OCa(OH)2Ca(OH)2 +S02，CaSO3CaS(L + 1/2 ()2ChS()4灰漿或干灰再循環(huán)將電除塵器捕集的部分物料加水制成灰漿噴入活化器增濕活化，可使系統(tǒng)總脫硫率提高 到85 %，占整個系統(tǒng)投資的5%u。3.4電子束法脫硫工藝該工藝流程有排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的

32、噴入、電子束照射和輻產(chǎn)品捕集等工序所組 成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過除塵器的粗濾處理后進人冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)噴射冷卻水，將 煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度(約70 C)。煙氣的露點通常約為50C，被噴射呈 霧狀的冷卻水在冷卻塔內(nèi)完全得到蒸發(fā)，因此，不產(chǎn)生廢水。通過冷卻塔后的煙氣流進反應 器，在反應器進口處將氨水、壓縮空氣和軟水混合噴人，加氨量取決于SOX和NOX濃度，經(jīng) 過電子束照射后，sox和NOX在自由基作用下生成中間生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(hno3)。然 后硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應，生成粉狀微粒(硫酸氨與硝酸氨的混合粉體)。這些 粉狀微粒一部分沉淀到反應器底部，通過輸

33、送機排出，其余被副產(chǎn)品除塵器所分離和捕集， 經(jīng)過造粒處理被送到副產(chǎn)品倉庫儲藏。凈化后的煙氣經(jīng)脫硫風機由煙囪向大氣排放。3.5活性炭吸附法活性炭具有較大的表面積、良好的孔結(jié)構(gòu)、豐富的表面基團、高效的原位脫氧能力，同 時有負載性能和還原性能，所以既可作載體制得高分散的催化體系，又可作還原劑參與反應 提供一個還原環(huán)境，降低反應溫度。SO2、O2與H2O被吸附劑吸附，發(fā)生下述總反應：2SO +2O +2H 02H SO 22224活性炭吸收S02和NOX后生成的物質(zhì)存在于活性炭表面的微孔中，降低了活性炭的吸附 能力，因此對吸附SO后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生，先用水洗，得到稀硫酸溶液， 2然后對

34、活性炭進行十燥。對吸附S02的活性炭加熱，硫酸在炭的作用下還原為S02得到富集， 可用于生產(chǎn)硫酸或硫磺，但要消耗一部分活性炭12。3.6氣相催化氧化法氣相催化氧化法煙氣脫硫是在催化劑接觸表面上，煙氣中的S02直接氧化為S03的干式 煙氣脫硫方法。常用的催化劑為V205，廣泛用于處理硫酸尾氣，處理電廠鍋爐氣及煉油廠尾 氣技術尚未成熟。反應機理簡單，在釩催化劑表面上，S02氧化為S03，須根據(jù)既要有較高的 轉(zhuǎn)化率，又要有較快的反應速度的原則來選擇適宜的反應溫度，美國孟山都等公司聯(lián)合研究 發(fā)展的孟山都催化氧化法(Monsanto Cat-OX)是氣相催化氧化法的典型工藝。經(jīng)高溫電除 塵器凈化的煙氣進

35、入置有若干層釩催化劑的轉(zhuǎn)化器，使煙氣中8090%的S02氧化為SQ，經(jīng) 轉(zhuǎn)化器的煙氣再經(jīng)省煤器、空氣預熱器冷卻后，在一臺填充塔內(nèi)用冷硫酸洗滌除去so3,可 得濃度為80%的硫酸。煙氣中殘余的飛灰沉積在催化劑表面，使轉(zhuǎn)化器阻力增加，需定期取 出催化劑清理。第四章 還原法脫氮技術4.1選擇性非催化還原法選擇性非催化還原（SNCR）脫除NOX技術是把含有NHx基的還原劑，噴入爐膛溫度為 800-1100r的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NOX及其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOX進 行SNCR反應生成N2：13。將氨作為還原劑的方法稱Exxon法，美國稱此為De- NOx法，德國稱此為熱力NOx法，

36、該法由美國EXXON研究和工程公司于1975年開發(fā)并獲得專利。使用尿素與增強劑的方法， 稱為燃燒技術中的脫NOX法，也稱NOxOUT法。該法由EPRI于1980年研制并獲得專利，美國 Fuel-Tech公司在此基礎上作了工藝完善，并持有幾項補充專利。SNCR系統(tǒng) 中，氨或尿素與NO的還原反應如下：2N0+2NH +1/20 f 2N +H 02N0+CO （NH ） +1/2 2f 2N +CO +2H 0220222SNCR性能影響因素：影響SNCR系統(tǒng)性能設計和運行的主要因素是：（1）反應溫度范圍；（2）最佳溫度區(qū)的滯留 時間；（3）噴入的反應劑與煙氣混合程度；（4）處理前煙氣中NOx濃度

37、；（5）噴入的反應劑與NOx 的摩爾比；（6）氨的逃逸量14。XX4.2非選擇性催化還原法所用還原劑有合成氨馳放氣、焦爐氣、天然氣、煉油廠尾氣和氣化石腦油等，總稱燃料氣，其 中起還原作用的主要成分是H2、CO、CH4和其他低分子碳氫化合物。在500-700C和催化劑 作用下，還原劑首先將廢氣中紅棕色的NO2還原為無色的NO,稱為脫色反應；同時伴隨著 O2被燃燒，放出大量熱；接著，還原劑將NO還原為N2，稱為消除反應。以CH4為例，反應為：CH +4NO f CO +4NO+2H2OCH4+2O2fCO2+2H2OCH4+4NOfCO2+2N2+2H2O4.3選擇性催化還原法對于固定裝置廢氣的脫

38、硝，選擇性催化還原（SCR）法具有較高的效率。日前工業(yè)脫硝應 用中大部分采用這一工藝。此工藝最早是日本在20世紀70年代發(fā)展起來的，日前己在全世 界范圍內(nèi)廣泛應用。SCR法的脫硝原理:有多種還原劑（CH ,H ,CO和NH等）可以將NO還原成N，尤其是NH424X23 可以按下式選擇性地和NOx反應：4NH +4N0+0 f 4N +6H 08NH +6N0f 7N +12H 0通過使用適當?shù)拇呋瘎鲜龇磻梢栽?00 C450 C的溫度范圍內(nèi)有效進行。在NH3/N0=1（物質(zhì)的量比）的條件下，可以得到80%90%的脫硝率。在反應過程中，NH3可以選 擇性地和N0X反應生成N和H0,而不是被

39、0所氧化，因此反應又被稱為“選擇性” 15。222第五章 吸收和吸附脫氮技術5.1酸吸收法以濃硫酸或稀硝酸為吸收劑的氮氧化物污染控制技術。用濃硫酸吸收NOx時生成亞硝基 硫酸NO+NO +2H SO （濃）f2N0HS0+H0亞硝基硫酸可用于生產(chǎn)硫酸和濃縮硝酸。在同時生 22442產(chǎn)濃硫酸和濃硝酸的企業(yè)，可用該技術凈化含nox尾氣。稀硝酸吸收nox系物理吸收，常用 來凈化硝酸廠尾氣，凈化率可達90%。影響吸收效率的因素除溫度和壓力外，稀硝酸濃度是 重要因素。硝酸濃度為15-20%時，吸收效率較高。吸收NOx后的硝酸經(jīng)加熱用二次空氣吹出 NOx，吹出的NOx可返回硝酸吸收塔進行吸收，吹除NOx后

40、的硝酸冷卻至293K，送尾氣吸收塔 循環(huán)使用。5.2堿液吸收法用堿溶液（NaOH、Na C0、NHH0等）與NO反應，生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，反應如下： TOC o 1-5 h z 2332x2Na0H+2NO2=NaN03+NaN02+H202Na0H+N0+N02 = 2NaN02+H20Na CO +2N0 =NaN0 +NaN0 +C0232322Na2C03+N0+N02 = 2NaN02+C02當用氨水吸收no時，揮發(fā)性的NH在氣相與no和水蒸氣反應生成NHN0和NH N0。x3x43432NH3+N0+N02+H20 = 2NH4N022NH +2N0 +H0=NH NO +NH NO3224242由于NH4NO2不穩(wěn)定，當濃度較高、溫度較高或溶液pH值不合適時會發(fā)生劇烈反應甚至 爆炸，再加上氨鹽不易被水或堿液捕集，因而限制了氨水吸收法的應用。考慮到價格、來源、 操作難易及吸收效率等因素，工業(yè)上應用較多的吸收液是NaOH和Na2C03，盡管Na2C03的吸 收效果比NaOH差一些，但由于其廉價易得，應用更加普遍。5.3氧化吸收法氧化吸收法是指直接將廢氣中的部分n