烟气脱硫脱硝治理
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脱硫脱硝超低排放

随着“碳达峰”“碳中和”等宏观政策的出台,北京冬残奥会的临近,减污降碳和大气污染治理的区域联防联控会越发加强;尤其碳排放重点行业,如:钢铁、焦化、有色、电力、水泥、玻璃、陶瓷、石化、化工、造纸等。因此,“2+26”城市等其他重点省份,积极推进锅炉、窑炉、焚烧炉等点设施的烟气脱硫脱硝超低排放改造,给出“环保设备投资抵免税”“超低排放改造财政补贴”等一系列的优惠鼓励政策。所以,脱硫脱硝超低排放治理不得不为而又恰逢其时......
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       脱硫技术工艺分为干法、半干法和湿法三大类,干法脱硫技术有:SDS、CFB、SDA、NID和密相干法等;湿法脱硫技术较为传统成熟,有石灰石膏法、钠碱法、镁法、氧化锌法等。脱硝常见技术有SCR、SNCR、PNCR,以及氧化脱硝(亚氯酸钠、次氯酸钠)等。

        我司独具特色的5大脱硫脱硝技术工艺有:钠基干法脱硫钙系干法脱硫钙基塔式半干法脱硫高分子炉内脱硝低温催化吸附干法脱硝,每种技术的工作原理、工艺流程、特点优势和适用范围等内容,详见如下:

钠基干法脱硫 Sodium base dry type desulfurization
钠基干法脱硫是一种成熟的全干法脱硫工艺,在国内外众多行业得到广泛应用,具有代表性的就是SDS干法脱硫。
工作原理

烟气进入脱硫反应器后,细粉状的小苏打(NaHCO3)同时被注入,在烟气的高温作用下,碳酸氢钠被分解成高活性的碳酸钠;碳酸钠与烟气高度混合,进而与其中的SO2、SO3、HCL等酸性气体发生反应,生成硫酸钠等钠盐,大部分硫分得以脱除;此外,钠基脱硫剂会在烟道和除尘器内,持续与烟气的二氧化硫反应,使烟气得到绝对的净化。 

反应过程

主反应:
2NaHCO3 = Na2CO3+CO2+H2O (活性温度作用下)
Na2CO3+SO2+1/2O2=Na2SO4+CO2

副反应:
Na2CO3+SO3=Na2SO4+CO2
2HCL+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O

工艺流程

首先,经过研磨的钠基脱硫剂被送入料仓中暂时存储;然后,储料仓下部可变量控制的给料机,结合烟气量的变化输出适量的钠基脱硫剂,经过送粉风机被吹送至脱硫反应器内,再与进入的烟气以高能量的速度混合反应,脱除烟气中的酸性气体成分。

钠基干法脱硫

工艺特点

1).在研磨机的下面设有驻粉仓,可根据运行情况,由电动给料阀自动调节需加入的量;
2).粉仓安装有高低位计,可以根据仓内脱硫剂的高度变化,自动添加; 
3).料仓设有流化等装置,可以防止反应剂搭桥和受潮板结的情况; 
4).料仓下的给料设备采用变频控制,随SO2排放浓度变化,在线自动调节用量,确保烟气始终达标排放。

关键技术指标:1.脱硫剂与烟气接触的时间要充分,至少1.5秒;2.脱硫剂的粒径要足够细,小于35um最好。

技术优势

   1)脱硫效率可达95%以上,且持续达标排放;
   2)设备占地面积小,布置灵活,不受场地限制;
   3)脱硫系统温降低,仅10℃左右,排烟温度高,无脱白困扰;
   4)脱硫系统全干态运行,没有废水处理和排放问题,无二次污染;
   5)脱硫剂用量少,利用率高,副产物Na2SO4量少,可回收利用;
   6)工艺系统简单,电耗低,故障率低,使用寿命长;
   7)工艺设备简单,操作维护方便,调节灵活,可控性好,自动化程度高;
   8)脱硫后,配有的高效除尘系统,颗粒物排放≦10 mg/Nm³,近乎超低排放。

应用领域

适用于燃气锅炉、生物质锅炉、陶瓷窑炉、焚烧炉、冶炼炉、焦化炉等行业的尾气治理,尤其是对白烟有顾虑的企业。

钙系干法脱硫除尘 Calcium-based dry desulfurization & dust control

针对目前环保新的政策要求以及水资源紧张节约的需要,在烟气含硫不太高的工况下,我公司优先使用钙系干法脱硫工艺。

工作原理

钙系干法脱硫,是利用放在装置内的含钙脱硫剂,同时进行脱硫除尘的一体化处理技术;整个处理过程在一个反应器内进行,能够一步达到脱硫除尘的处理效果。在特定温度范围内,烟气中的SO2通过脱硫剂中的氧化催化成分将SO2氧化成SO3,再与脱硫剂中的Ca(OH)2粒子发生气固反应,生成CaSO4,以此达到脱硫的目的。

反应过程

该工艺在工程上的实现是采取类固定床技术(或间歇式移动床),碱(石灰或氢氧化钙等)与催化剂的成型颗粒装于脱硫反应器中,烟气通过烟道进入脱硫塔内,当烟气穿过脱硫剂与之充分接触后,其中的二氧化硫被氧化成为三氧化硫,进一步反应固化成为硫酸钙(石膏)固体,以实现烟气净化的目的。

主要反应式SO2+1/2O2→SO3 ;              SO3+Ca(OH)2 →CaSO4+H2 O

脱硫率与温度相关曲线图-博莱达环境

对二氧化硫含量100 mg/Nm3,基准含氧量12%,温度为 0-200℃, 烟尘浓度 2.5 mg/Nm3 的模拟烟气进行处理,实验结果显示在温度低于 50℃时,脱硫效率在 80%-90% 之间,随着温度越来越高,脱硫效率也显著提升,当温度到达198℃时,脱硫效率近乎 100%,真正意义上达到绿色近零排放。

系统组成

该工艺系统整体是由药剂净化料仓、布风系统、加料系统、卸料系统、除尘系统、电气仪表系统等组成。

钙系干法脱硫

工艺流程

首先,脱硫塔烟气由下部往上部运动,脱硫剂在重力作用下从上部往下部移动,烟气与脱硫剂在逆流接触过程中发生反应生产CaSO4,从而脱除烟气中SO2。烟气均布装置还巧妙利用饱和脱硫剂有效拦截烟气中的灰尘,达到深度除尘的效果。
干法脱硫剂料层的高度灵活调节可以适应烟气中SO2浓度变化。脱硫塔在结构上采用单元化设计,通过灵活的单元开启和关闭可适应锅炉负荷变化,且系统布置灵活,可正负压运行。
整个脱硫一体化工艺极其简单,烟气直接进入脱硫塔,进入塔内的烟气在穿过干法脱硫剂时烟气中的二氧化硫、汞铅铜砷等重金属以及HF、Hcl、等污染物被去除,净化后的烟气经净烟道汇集通过烟囱排出。

工艺特点

1)有脱硫精度高,脱硫效率>95%;
2)投资小,工作流程短,操作简单,运行费用低;
3)不用水,无二次污染产生等特点。
4)所用试剂外观为深灰色条状物,与圆状的试剂对比,能大大增加与烟气的接触面积,提升脱硫效率,又能防止试剂因粉尘过多堵塞导致烟气排除不畅。
5)适宜工作温度:50-300℃, 堆比重:0.7-0.8KG/L,SO2﹤500mg/Nm3。

应用领域

适用范围广,可用于钢铁炉、焦化炉、化肥、焚烧炉、窑炉、锅炉等行业中二氧化硫和硫化氢的脱除。

钙基塔式半干法脱硫 Calcium-based TOWER semidry desulfurization 
工作原理

钙基塔式半干法脱硫,是以循环流化床原理为基础,利用干粉状的钙基脱硫剂,与脱硫塔及除尘器除下的循环灰一起增湿消化后,在脱硫塔内与烟气循环接触,经化学反应,除去烟气中的SO2、SO3,以此达到脱硫的目的;同时还可以除去HF或HCL等酸性气体。主要特点有:含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,吸收剂可以多次循环使用;同时,脱硫后的产物——脱硫渣,是一种自由流动的干粉混合物,可以作为添加剂或泥合料,在农业和建材方面进一步综合利用。

脱硫反应

脱硫过程分为如下3个阶段:
1.脱硫剂的生成: CaO+H2O→Ca(OH)2
2.脱硫剂吸收SO2的综合反应,
Ca(OH)2+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+H2O
Ca(OH)2+SO3+H2O→CaSO4·2H2O
CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O
3.其他副反应:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O

工艺流程

整个工艺流程大致包括两个方面:
第一为脱硫反应过程,预除尘后的烟气经由输烟管道由脱硫塔上部进入塔体,在内构件的搅拌作用下,烟气与加湿后的高活性脱硫剂均匀混合,发生一系列化学反应,反应后的物料沉积在脱硫塔和除尘器底部灰斗内,脱硫除尘后的干净烟气经动力风机排入大气。
第二为脱硫剂的循环利用,沉积在脱硫塔和除尘器底部灰斗中的物料含有大量未反完全反应的CaO,所以塔内落下的反应产物、除尘器收集的颗粒物,将和新吸收剂一起通过输送装置输送到脱硫塔顶部加湿机内,增湿活化后再次进入塔内进行脱硫反应,以此实现脱硫剂的循环利用。

钙基塔式半干法脱硫

工艺特点

1).搅拌过程延长了脱硫反应的时间和速率,脱硫率效果高达98%,并可同时去除HCl或HF等,
2).对烟气负荷及含硫量变化的适应能力强,设备正常运行下,含硫量的较大幅度变化对出口烟气的含硫量影响不大;
3).运行费用低,脱硫剂用量少而且重复利用率高,因此副产物的处理量大幅度减少,双重降低运行成本。
4).工艺成熟、可靠性高, 脱硫剂在进塔前先增湿活化,增湿活化后的脱硫剂亦具有较好的流动性,系统不易发生板结、堵塞和腐蚀等湿法和部分半干法常出现的问题。
5).耗水量低,整个工艺无废水产生,排烟温度高,能完全消除排口白色烟羽现象。
钙基塔式半干法脱硫与循环流化床对比,优势如下:

钙基塔式半干法脱硫1

应用领域

适合于燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉、陶瓷窑炉等的烟气脱硫。

高分子炉内干法脱硝 macromolecule bridge DRY DENITRATION
工作原理

 高分子炉内干法脱硝,是利用计算流体力学(CFD)和化学动力学模型(CKM),将虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃料类型,以及炉内负荷范围、燃烧方式 、过剩空气、初始或基线NOx浓度、烟气温度分布、烟气流速分布、烟气的实际情况等,综合考虑分析所做的工程设计。工作机理为:在600-850℃温度之间,我司特别研发的高分子干粉脱硝剂喷入炉内,在高温下被激活气化,迅速(0.6-0.8s)与烟气中的NOx发生反应,生成N2 、H2O或少量的 CO2,进而达到脱除NOx目的,实现氮氧化物达标排放的要求。

反应机理

PNCR高分子脱硝化学反应方程式如下:
CO(NH2)+NO →N2+CO2+H2O,             NOx+·OH → N2+H20;
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O,   2HO+4HN3+2O2 → 3N2+6H2O;
6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O

工艺系统

利用气力输送装置,直接把高分子干粉脱硝剂喷入炉膛中,高温下氨基和高分子连接的化学键断裂﹐释放出大量的含氨基官能团﹐与烟气中NOx发生反应,进而达到脱除NOx目的;而高分子碳骨架自然分解成CO2释放。该工艺的主要特点是:工艺系统简单,运行维护成本较低,固态粉末状运输、储存安全方便,无二次污染,脱硝率高。
具体工艺流程图如下:

高分子炉内干法脱硝

工艺系统主要包括:物料储存及输送系统、物料喷射系统、控制系统、在线监测系统等。

主要设备有:风机、料仓、螺旋给料器、管道、喷枪、控制模块、分配器、监测单元.....

工艺特点

1). 系统简单,因所用设备较少,占地面积小,建设周期短;
2). 投资省,相较SCR节省2/3,运行成本只是其1/10,运营中无需额外的再生和维护等其他费用;
3). 烟气阻力小,烟气阻力小,对锅炉或其他燃烧装置的正常运行几乎没有影响;
4). 脱硝效率高,可达到85%以上,自动灵活调整用量,保证任何状态和要求下均可达标排放;
5).不存在堵塞或管壁腐蚀,没有氨逃逸,无危险废弃物产生或其他二次污染问题。
常规烟气脱硝工艺:SNCR工艺简单,但效率较低,难以满足越发严格的环保要求;虽然SCR脱硝效率较高,但其工艺较为复杂,低温SCR催化剂价格昂贵、使用寿命短,运行和维护成本也较高。综合分析下来:高分子炉内干法脱硝具有明显的优势,可替代现有的 SCR或SNCR脱硝技术,并且应用范围宽广。

应用领域

循环流化床锅炉、煤粉炉、钢厂球团炉、水泥窑炉、生物质锅炉、垃圾焚烧炉、冶炼炉、隧道窑炉、回转窑炉以及干法脱硝的深度改造等。

低温催化吸附干法脱硝 LOW TEMP. catalytic adsorption dry denitration
工作原理

低温催化吸附干法脱硝采用固定床原理,将成型的条状脱硝催化吸附剂安装于脱硝装置内,形成一个具有高孔隙率和粉尘吸附率的静态床层,在脱硝的同时进一步除尘,实现高效的超低排放。

低温催化吸附干法脱硝

脱硝剂是以氧化锰为基本材料,氧化铁、氧化铜高分子化合物为助剂,经合成为复合活性氧化物,适应性很强,具有良好的脱硝效果,适用于温度较低、NOx浓度相对较低的烟气脱硝处理。

脱硝剂特性
一.物理特性
1.形状:暗红色条状物;         2.规格:Ф(4~6)×(5~15)mm; 
3.堆比重:1~1.2千克/升;      4.强度(侧压): ≥60 N/CM2
二.工艺条件 
1.操作压力:常压;             2.操作温度:90~210℃
3.进口NOx:≈200 MG/M3, 出口NOx:≤35 MG/M3;


低温脱硝剂

技术优势

1). 脱硝效率高,可达90%以上;
2). 系统简单,操作方便,脱硝剂使用率通常可达98% 以上;  
3). 投资运行成本均较低,投资费用低50%以上,功耗低30%以上; 
4). 没有腐蚀,吸收塔及后部设备、烟囱不用防腐,亦没有废水排放问题;  
5). 烟气不需用GGH加热和消白,大幅减少投资和运行费用。
6). 与SCR/SNCR比较,没有氨逃逸等问题,与氧化工艺相比,避免了相应的危害和高运行成本。 

适用范围

低温催化吸附干法脱硝适用于各类工业窑炉、锅炉、热风炉等设备,尤其适合化肥、化工、钢铁、水泥、热电、玻璃、陶瓷等对烟气NOx排放标准要求较高的行业。

针对工业烟气的脱硫脱硝超低排放治理,不论需新建项目或现有项目的提标改造,江西博莱达环境都将为您献上最合适的技术工艺和解决方案。所以,选择我们,就是选择放心、选择安心!

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