脫硫脫硝

　　一、為什么要脫硫脫硝?

　　鍋爐中燃燒的煤中會產(chǎn)生大量含有硫和硝廢氣，這些廢氣排入大氣會產(chǎn)生污染形成酸雨。

　　酸雨對人類的危害非常大，所以現(xiàn)在國家一直在提倡環(huán)保，以煤炭為燃料的煙氣都含有這些物質(zhì)，特別是火電廠，現(xiàn)在建火電廠都要同時建設脫硫、脫硝設備來處理這些含有大量硫和硝廢氣。

　　二、脫硫脫硝的區(qū)別

　　脫硫脫硝目前就2個區(qū)別：1、脫除物質(zhì)不一樣，因此處理的工藝和所需藥劑不同;2、脫硫工藝目前相對成熟，而脫硝工藝還在改進中。

　　脫硝目前存在的問題是：1、SNCR爐內(nèi)脫硝的腐蝕問題;2、脫硝影響因素理論上比脫硫多不少，實際工程中同樣爐型同樣燃燒狀況同樣的位置進行噴氨，由于一氧化碳、風場、溫度場、煤質(zhì)等影響，很可能結(jié)果會差別很大。脫硝比脫硫唯一最大的區(qū)別就是脫硝對于煤粉爐可以通過調(diào)整燃燒更換燃燒器來實現(xiàn)氮氧化物的減排，而這種方式除了初期投資以外是沒有任何運行成本的，脫硫目前暫無像脫硝低氮燃燒改造這樣零運行成本而效果明顯的工藝。

　　三、脫硫主要工藝介紹

　　DLWS雙回路濕式洗滌脫硫工藝

　　工藝以石灰石漿作為洗滌吸收劑，整個脫硫過程分為兩個階段進行，即上回路與下回路，如圖1所示。兩個階段合成在一個吸收塔內(nèi)。石灰石漿可單獨引入上下回路，煙氣沿切線方向進入吸收塔下回路，被冷卻到煙氣飽和溫度，同時部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷卻的煙氣進入吸收塔上回路的噴霧區(qū)，經(jīng)充分洗滌，達到SO2的最大吸收率，SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣，經(jīng)空氣氧化后最終吸收產(chǎn)物為硫酸鈣晶體(石膏)漿液，含固量為15%。經(jīng)脫水后，可根據(jù)應用要求形成商用石膏或拋棄型石膏。

　　DLWS工藝的特點是上下回路的PH值分別控制，上回路PH值(5.8-6.5)較高使SO2的去除率達到最大，下回路的PH值(4-5)較低，使石灰石易于溶解，吸收劑利用率提高，成本降低。系統(tǒng)脫硫效率可達95%。

　　SDA半干法噴霧干燥脫硫工藝

　　SDA脫硫工藝以Ca(OH)2漿液作脫硫吸收劑，通過離心轉(zhuǎn)盤式霧化器或氣流式霧化噴嘴使吸收劑在噴霧干燥吸收器內(nèi)霧化。熱煙氣進入吸收器與霧化劑吸收接觸后，同時發(fā)生三種傳熱傳質(zhì)過程;

　　① 酸性氣體從氣相進入液滴的傳質(zhì)過程;

　?、?被吸收酸性氣體與溶解的Ca(OH)2發(fā)生化學反應;

　?、?液滴內(nèi)水分的蒸發(fā)。

　　吸收干燥后的產(chǎn)物(主要是CaSO3.1/2H2O)與飛灰一起收集在吸收器的底部或集塵器中。SDA工藝在理想的工況條件下，脫硫效率可達80%-90%。其特點是副產(chǎn)物為固態(tài)，沒有廢水產(chǎn)生。但吸收劑Ca(OH)2價格較高，運行成本不低。

　　LIFAC干法煙氣脫硫工藝

　　LIFAC干法煙氣脫硫工藝采用石灰石粉作為SO2吸收劑。其脫硫過程分為兩個階段：

　　第一階段是爐內(nèi)脫硫，石灰石粉由氣力噴入爐膛內(nèi)850-1150℃區(qū)域，石灰石粉分解成CaO和CO2，部分CaO和煙氣中的部分SO2反應生產(chǎn)CaSO4;

　　第二階段活化器內(nèi)脫硫，熱煙氣進入活化器霧化增濕，使煙氣中未反應的CaO水合生成Ca(OH)2。同時，部分CaSO3氧化為CaSO4。脫硫灰中未完全反應的CaO，可通過部分脫硫灰返回活化器再循環(huán)加以利用，以提高吸收劑的利用率。LIFAC的脫硫效率為60%-85%。

　　LIFAC工藝的特點是綜合了爐內(nèi)脫硫和噴霧干燥脫硫的優(yōu)點，工藝較為簡單，維護方便。但石灰石需加工成40μm以下的粉體，運行費用較高。

　　四、脫硝主要工藝介紹

　　煙氣脫硝工藝

　　由于爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)的局限性,使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx 的排放,必須對燃燒后的煙氣進行脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法( SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。

　　在眾多脫硝方法當中,SCR 脫硝工藝以其脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、無副產(chǎn)品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低等諸多優(yōu)點,在日本和歐美得到了廣泛的商業(yè)應用。

　　SCR工藝

　　SCR 裝置主要由脫硝反應劑制備系統(tǒng)和反應器本體組成。通過向反應器內(nèi)噴入脫硝反應劑N H3 ,將NOx 還原為氮氣。由于此還原反應對溫度較為敏感,故需加入催化劑,以滿足反應的溫度要求,增強反應活性。

　　采用高含塵工藝時,SCR 反應器布置在省煤器和空氣預熱器(空預器) 之間。其優(yōu)點是煙氣溫度高,滿足了催化劑活性要求;缺點是煙氣中的飛灰含量高,對催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求較高。對于低含塵工藝,SCR 布置在煙氣脫硫系統(tǒng)( FGD) 之后、煙囪之前。此時雖然煙氣中的飛灰含量大幅減少,但為了滿足催化劑活性對反應溫度的要求,需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器( GGH) ,系統(tǒng)復雜,投資增加,故一般選擇高含塵工藝。