废气治理

烟气脱硫脱硝技术的现状及发展趋势分析

作者: 博莱达 编辑: Sob 来源: 发布日期: 2020.07.12
信息摘要:
目前,烟气脱硫脱硝方法包括单独脱硫、单独脱硝及同时脱硫脱硝技术。本文分别分析了各种技术的原理和特点,最后对近来政策趋严的烟气脱硫脱硝“超低排…

烟气中的SO2来源广泛,它可以通过呼吸或经人体毛孔进人身体,引发各种刺激性反应,如胸闷、恶心、呕吐、气管炎等,严重时会出现呼吸困难;NOx对环境的影响也非常大,空气中的N02超过一定浓度,会发生一系列反应,形成光化学烟雾,形成臭氧污染,对人类、动植物的生命活动造成影响。另外,大气环境质量的恶化对我国造成了重大经济损失,所以,治理SOx和NOx污染已刻不容缓。

根据去除机理,可以将烟气脱硫脱硝技术分为单独脱硫、单独脱硝技术和同时脱硫脱硝技术。单独脱硫脱硝是将脱硫、脱硝放在不同的单元,分别予以去除;而同时脱硫脱硝是将脱硫与脱硝放在同装置中使用同一催化剂去除。

1. 单独脱硫技术

单独脱硫技术按处理方法分为湿法、半干法和干法三类。目前,主要应用的是湿式吸收法,其中最为成熟、使用最广泛的是石灰石—石膏法。该法可以达到95%的脱硫效率,且脱硫剂廉价易得,但占地面积大,设备损耗大、腐蚀快,运行成本高,渐渐地不能满足当前环保要求。此外,常见的单独脱硫技术还有氨法、海水法等,但是都存在成本高、腐蚀设备等缺点。

2.单独脱硝技术

单独脱硝技术普遍采用选择性催化还原法(SCR),以氨水或尿素做还原剂,催化作用下,H2CO和NH3等还原剂与O2共同作用,将其还原成N2和H20。SCR技术能够达到较好的脱硝效果,实现了较大规模的应用,但是其运行成本很高,工作温度高,而低温是降低成本的有效方法之一。

此外,单独脱硝技术还有选择性非催化还原(SNCR)法、吸附法等,而这些方法,要么脱硝效率低,要么技术困难,难以大规模应用。

烟气脱硫脱硝-博莱达环境

3. 同时脱硫脱硝技术

同时脱硫脱硝技术,依据处理烟气介质的物理状态分为干法和湿法。湿法主要包括氧化吸收法和络合吸收法,但存在设备易腐蚀、利用效率低、运输困难、吸收液制备成本高、再生难等问题。

目前,国内外都将干法同时脱硫脱硝技术列为重点研究方向。常见的方法如下:

1)NOxSO法

NOxSO法是一种吸附再生工艺,使用球形颗粒状的A12O3作吸附剂,负载钠盐,主要包含吸收和再生两个流程。该法可以高效率地脱除S02和NOx,可以获得商业级硫酸副产物,适应性强;但是其吸附剂再生复杂,因此成本高昂、工艺复杂,限制了它的广泛使用。

2)CuO法

本法采用负载型CuO作吸附剂,T-Al203作载体,在400℃下与SO2反应,生成的CuO和CuSO4能催化氧化NO,喷人氨可以将其还原为N2。该法不产生二次污染物,脱硫剂可以多次利用,副产物具有商业价值,但是催化剂在吸收和再生过程中的物化性能会逐渐降低,反应生成的铵盐易覆盖在催化剂表面,使其失活。

3)SNRB法

SNRB法由Babcock&Wilcox公司开发,此法可以实现脱硫脱硝除尘一体化。吸附剂利用率高,不产生腐蚀,占地面积小,投资成本低;但脱硫脱硝效率相对较低,催化剂无法再生,副产物利用价值不高,因此应用较少。

4)炭材料脱硫脱硝法

研究表明,炭基材料(活性炭、活性焦、活性炭纤维)可以很好地去除SO2和NOx。活性炭脱硫的机理如下:S02首先被吸附在活性炭表面,然后扩散到内孔表面的活性位点,被氧化为S03,最后再与水蒸汽发生反应,生成硫酸,被气流带出。脱硝时,NH3和NOx在活性炭表面发生氧化还原反应,NOx最终被还原为N2和H2O。此法流程简单,能达到较高的脱硫脱硝效率,投资成本及运行费用较低,并且不会产生二次污染物;但是存在催化剂硫容较低,使用寿命较短以及抗S02毒性较差等问题。

5)催化法脱硫脱硝技术

催化技术是一种新兴技术,能显著提高污染物的去除效率,极大改善大气环境质量,并且成本可控,为治理污染提供了一条高效、经济的路径。研究表明,催化法烟气脱硫脱硝技术在燃煤电厂烟气净化、汽车尾气处理中对二氧化硫、氮氧化物等的去除,发挥了关键作用,已经成为环境催化的研究热点。在不久的将来,催化法必然会成为主流。因此,开发能在较低的温度(80~250℃)下工作,并具有高效、经济的新型脱硫脱硝催化剂是烟气干法脱硫脱硝的关键。

我公司采用的低温干法脱硫脱硝技术,其核心为低温氧化催化材料,在80-300℃下即可以将NOX转化为无害的物质,实现低温高效脱硫脱硝的目标。

相较其他的方法,具有如下优点:

1.由于脱硝过程不使用氨,且在低温区运行,因而装置简单,初始投资成本降低;

2.反应温度低,在80-300℃均有良好的催化活性;

3.由于不需要氨,杜绝了运输及运行过程中氨逃逸,催化剂无毒,基本上无安全生产隐患;

4.脱硝效率可调,可以根据客户的要求设定脱硝效率,为将来提标留有余地;

5.可以实现脱硫脱硝一体化,只要稍微增加一点脱硝催化剂或脱硫剂,就可以满足更严的排放要求,实现超低排放;

6.正常运行无人化,不消耗电和能源,不产生二次污染

“超低排放”严格来说不是一种新技术,而是将现有脱硫脱硝技术通过有机组合,达到超低排放的标准。总体来看,超低排放改造技术路线因企业的自身条件而异,要实现S02和NOx等多种污染物的同时超低排放,需要从烟气治理的全局出发,充分考虑各项因素,通过论证选取合理的技术路线,从而实现超低排放的目的。目前,超低排放已经取得各方共识,部分省份已经出台和制定了相应的政策,要求钢铁、水泥、焦化、玻璃等行业在规定的时间内完成改造,可以看出这是未来发展的必然趋势。

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