脱硫脱硝论文

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1、景德镇陶瓷学院 题目：简述脱硫脱硝技术 院 （系）： 材料科学与工程学院 专 业： 热能与动力工程 姓 名： 邓 泽 平 学 号： 201010610224 简述脱硫脱硝技术【摘要】工业化在促进社会发展的同时，也给环境造成了巨大的损害。其中，燃料燃烧排放的二氧化碳是引起温室效应的主要物质，SO2 、NOX以及飞灰颗粒又是大气污染的主要来源。燃煤锅炉烟道气产生的SO2 、NOX也是造成大气污染的主要原因之一。所以脱硫脱销的技术发展和推广势在必行。【关键字】环境；温室效应；脱硫；脱硝1 引言烟气脱硝、脱硫是国家“十二五”减排的重点，是环境治理的重要内容，也是相应烟气治理环保企业必须抢占的制高点。国

2、家火电厂氮氧化物防治技术政策中关于“控制技术的选择原则”第一条就提到：火电厂氮氧化物控制技术的选择应因地制宜、因煤制宜、因炉制宜，依据技术上成熟、经济上可行及便于操作来确定。在“新技术的开发应用”中特别指出：积极扶持具有自主知识产权的烟气脱硝技术及多种污染物协同脱除核心技术的研发和示范工程建设。 为了控制SO2、NOX污染， 防治酸雨危害，加快我国烟气脱硫、脱硝技术和产业发展已刻不容缓。 为了我们赖以生存的环境和能够呼吸到新鲜的空气，脱硫脱销的技术发展和推广势在必行。2 脱硫技术2.1 湿法脱硫技术 湿法脱硫是在烟道末端，采用浆液剂洗涤烟气，脱硫剂和脱硫产物均为湿态，反应在溶液中进行，钙利用率

3、高，脱硫效率可以达到90%以上，是目前国内外大型锅炉首选的脱硫工艺，但其投资大，运行费用高，废水难处理，需装设除雾器或专门的再热装置。湿法脱硫工艺主要有石灰石/石灰一石膏(抛弃)法、简易湿法、双碱法、海水脱硫、氧化镁法、湿式氨法、石灰一镁法、碱式硫酸铝法等。采用的脱硫剂有钙基、镁基、氨基、钠基脱硫剂等。 （1）物理吸收的基本原理 气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种。如果吸收过程不发生显著的化学反应，单纯是被吸收气体溶解于液体的过程，称为物理吸收，如用水吸收SO2。物理吸收的特点是，随着温度的升高，被吸气体的吸收量减少。物理吸收的程度，取决于气-液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该

4、气体分压时，吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小，吸收速率较低，因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。物理吸收速率较低，在现代烟气中很少单独采用物理吸收法。 （2）化学吸收法的基本原理 若被吸收的气体组分与吸收液的组分发生化学反应，则称为化学吸收，例如应用碱液吸收SO2。应用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应，而将其从烟气中分离出来的过程，也属于化学吸收，例如炉内喷钙（CaO）烟气脱硫也是化学吸收。在化学吸收过程中，被吸收气体与液体相组分发生化学反应，有效的降低了溶液表面上被吸收气体的分压。增加了吸收过程的推动力，即提高了吸收效率又降低了被吸收气体的气相

5、分压。因此，化学吸收速率比物理吸收速率大得多。物理吸收和化学吸收，都受气相扩散速度（或气膜阻力)和液相扩散速度（或液膜阻力）的影响，工程上常用加强气液两相的扰动来消除气膜与液膜的阻力。在烟气脱硫中，瞬间内要连续不断地净化大量含低浓度SO2的烟气，如单独应用物理吸收，因其净化效率很低，难以达到SO2的排放标准。因此，烟气脱硫技术中大量采用化学吸收法。用化学吸收法进行烟气脱硫，技术上比较成熟，操作经验比较丰富，实用性强，已成为应用最多、最普遍的烟气脱硫技术。2.2 干法脱硫技术 干法烟气脱硫过程脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，具有设备腐蚀小、净化后烟温高而利于烟囱排气扩散等优点，但脱硫效率低、

6、反应速度较慢、设备庞大。多数干法脱硫技术还能同时脱除烟气中含有的NOX，即脱硫脱硝一体化，具有广阔的应用前景。目前正在使用或开发的此类工艺有炉内或烟道喷射脱硫、氧化铜法、电子束照射法、活性炭吸附法、催化氧化和还原法等。2.3 半干法脱硫技术半干法烟气脱硫技术是利用喷雾干燥原理，在吸收剂浆液喷入吸收塔以后，一方面吸收剂与烟气中的SO2发生化学反应，生成固体灰渣；另一方面烟气将热量传递给吸收剂使之不断干燥。在塔内脱硫反应后形成的废渣为固体粉尘状，一部分在塔内分离，另一部分随脱硫后烟气进入电除尘器。此过程包含浆液(水)的雾化、(浆)液滴的干燥、SO2与脱硫剂的反应(包含气液反应、气固反应)、脱硫灰的

7、分离循环等重要环节。粉状脱硫剂及增湿水分别喷入脱硫反应塔中，或脱硫剂与水首先制成浆液，喷入脱硫反应塔中，都属于半干法烟气脱硫的范畴，前一类为喷粉增湿类，后一类为喷浆类。国外研究者从十多年前就开始进行半干法烟气脱硫技术的研究，开发出多种半干法脱硫工艺，成为石灰石一石膏湿法脱硫技术的有益补充，并投入商业运行，积累了丰富的运行经验。3 脱硝技术3.1 还原法脱氮技术3.1.1 选择性非催化还原法 选择性非催化还原(SNCR)脱除NOX技术是把含有NHX基的还原剂，喷入炉膛温度为800-1100的区域，该还原剂迅速热分解成NOX及其它副产物，随后NH3与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N213。 将

8、氨作为还原剂的方法称Exxon法，美国称此为De- NOX法，德国称此为热力NOX法，该法由美国EXXON研究和工程公司于1975年开发并获得专利。使用尿素与增强剂的方法，称为燃烧技术中的脱NOX法，也称NOXOUT法。该法由EPRI于1980年研制并获得专利，美国Fuel-Tech公司在此基础上作了工艺完善，并持有几项补充专利。SNCR系统中，氨或尿素与NO的还原反应如下:2N0+2NH3+1/2022N2+H202N0+CO（NH2）2+1/2022N2+CO2+2H20SNCR性能影响因素:影响SNCR系统性能设计和运行的主要因素是:(1)反应温度范围;(2)最佳温度区的滞留时间; (3

9、)喷入的反应剂与烟气混合程度;(4)处理前烟气中NOX浓度;(5)喷入的反应剂与NOX的摩尔比;(6) 氨的逃逸量14。3.1.2非选择性催化还原法所用还原剂有合成氨、焦炉气、天然气、炼油厂尾气和气化石脑油等，总称燃料气，其中起还原作用的主要成分是H2、CO、CH4和其他低分子碳氢化合物。在500-700和催化剂作用下，还原剂首先将废气中红棕色的NO2还原为无色的NO，称为脱色反应；同时伴随着O2被燃烧，放出大量热；接着，还原剂将NO还原为N2，称为消除反应。以CH4为例，反应为：CH4+4NO2CO2+4NO+2H2OCH4+2O2CO2+2H2OCH4+4NOCO2+2N2+2H2O3.1

10、.3选择性催化还原法 对于固定装置废气的脱硝，选择性催化还原(SCR)法具有较高的效率。日前工业脱硝应用中大部分采用这一工艺。此工艺最早是日本在20世纪70年代发展起来的，日前己在全世界范围内广泛应用。 SCR法的脱硝原理:有多种还原剂(CH4,H2,CO和NH4等)可以将NOX还原成N2，尤其是NH3可以按下式选择性地和NOX反应:4NH3+4NO+O24N2+6H2O8NH3+6NO7N2+12H2O通过使用适当的催化剂，上述反应可以在200450的温度范围内有效进行。在NH3/NO=1(物质的量比)的条件下，可以得到80%90%的脱硝率。在反应过程中，NH3可以选择性地和NOX反应生成N

11、2和H2O，而不是被O2所氧化，因此反应又被称为“选择性”。3.2 吸收和吸附脱氮技术3.2.1 酸吸收法以浓硫酸或稀硝酸为吸收剂的氮氧化物污染控制技术。用浓硫酸吸收NOX时生成亚硝基硫酸NO+NO2+2H2SO4（浓）2NO HSO4+H2O亚硝基硫酸可用于生产硫酸和浓缩硝酸。在同时生产浓硫酸和浓硝酸的企业，可用该技术净化含NOX尾气。稀硝酸吸收NOX系物理吸收，常用来净化硝酸厂尾气，净化率可达90%。影响吸收效率的因素除温度和压力外，稀硝酸浓度是重要因素。硝酸浓度为15-20%时，吸收效率较高。吸收NOX后的硝酸经加热用二次空气吹出NOX，吹出的NOX可返回硝酸吸收塔进行吸收，吹除NOX后

12、的硝酸冷却至293K，送尾气吸收塔循环使用。3.2.2 碱液吸收法用碱溶液(NaOH、Na2CO3、NH3H2O等)与NOx反应，生成硝酸盐和亚硝酸盐，反应如下:2Na0H+2NO2NaNO3+NaNO2+H2O2NaOH+NO+NO22NaNO2+H2ONa2CO3+2NO2NaNO3+NaNO2+CO2Na2CO3+NO+NO22NaNO2+CO2当用氨水吸收NOx时，挥发性的NH3在气相与NOx和水蒸气反应生成NH4NO3和NH4NO3。2NH3+NO+NO2+H2O2NH4NO22NH3+2NO2+H2ONH4NO2+NH4NO2由于NH4NO2不稳定，当浓度较高、温度较高或溶液pH值

13、不合适时会发生剧烈反应甚至爆炸，再加上氨盐不易被水或碱液捕集，因而限制了氨水吸收法的应用。考虑到价格、来源、操作难易及吸收效率等因素，工业上应用较多的吸收液是NaOH和Na2CO3，尽管Na2CO3的吸收效果比NaOH差一些，但由于其廉价易得，应用更加普遍。3.2.3氧化吸收法 氧化吸收法是指直接将废气中的部分NO氧化为NO2,提高氧化度后再用碱液吸收的方法。有催化氧化法或富氧化法、其他化学氧化剂氧化法、硝酸氧化法和紫外线氧化法。3.2.4 液相还原吸收法 这是一种用液相还原剂将NOX还原为N2的方法。常用的还原剂有亚硫酸盐、硫化物、硫代硫酸盐和尿素的水溶液等，反应如下：4Na2SO3+2NO

14、24Na2SO4+N2Na2SO3+2NO2+NaOH2Na2SO4+H2O+N2Na2S+3NO22NaNO3+S+1/2N2NO+NO2+(NH2)2COCO2+2H2O+N23.2.5液相络合吸收法液相络合吸收是一种利用液相络合剂同NO反应的方法，故该法主要用于处理含NO的NOx烟气。NO生成的络合物在加热时又重新放出NO，从而使NO能富集回收。目前，研究的络合剂有FeSO4、Fe（）EDTA及Fe（）EDTANa2SO3等。在实验装置上，该法对NO的脱除率可达90%，但在工业装置上难以达到这样的脱除率。Peter Harriott等人在中试规模试验装置上达到了10%60%的NO脱除率。

15、另外，该法还存在一个问题，即回收NOX必须选用不使Fe（）氧化的惰性气体将其吸收，而且络合反应速度也较慢。3.2.6 活性炭吸附法脱氮技术活性炭吸附法脱氮是用活性炭作吸附剂吸附去除尾气中NOX的技术。活性炭能吸附NO2，还能促进NO氧化成NO2。特定品种的活性炭还可使NOX还原为N2。活性炭可定期用碱液再生。NOX尾气中氮含量大有利于吸附；水分的存在亦有利于吸附，湿度大于50%时，这种影响更为显著。活性炭吸附法可同时脱附尾气中的硫氧化物。在300以上活性炭有自燃的可能，给吸附和再生造成困难，限制了它的应用。参考文献：1 陆诗建，杨向平，杨帅.烟道气脱硫脱硝一体化技术进展.油气田环境保护.2009,19(3):1-4.2 童志权.大气污染控制工程.机械工业出版社，2007.3 胡宏兴,蒋善行,任永珍.湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术应用.中国技术新产品，2010,(16). 4 严峻.海水烟气脱硫.华东电力,2001,4：42-44.5 姚强，岑可法，高翔，骆仲泱.燃料理论与污染控制.机械工业出版社，2004. 4