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煙氣中的SO2來源廣泛,它可以通過呼吸或經(jīng)人體毛孔進人身體,引發(fā)各種刺激性反應(yīng),如胸悶、惡心、嘔吐、氣管炎等,嚴重時會出現(xiàn)呼吸困難;NOx對環(huán)境的影響也非常大,空氣中的N02超過一定濃度,會發(fā)生一系列反應(yīng),形成光化學煙霧,形成臭氧污染,對人類、動植物的生命活動造成影響。另外,大氣環(huán)境質(zhì)量的惡化對我國造成了重大經(jīng)濟損失,所以,治理SOx和NOx污染已刻不容緩。
根據(jù)去除機理,可以將煙氣脫硫脫硝技術(shù)分為單獨脫硫、單獨脫硝技術(shù)和同時脫硫脫硝技術(shù)。單獨脫硫脫硝是將脫硫、脫硝放在不同的單元,分別予以去除;而同時脫硫脫硝是將脫硫與脫硝放在同裝置中使用同一催化劑去除。
1. 單獨脫硫技術(shù)
單獨脫硫技術(shù)按處理方法分為濕法、半干法和干法三類。目前,主要應(yīng)用的是濕式吸收法,其中最為成熟、使用最廣泛的是石灰石—石膏法。該法可以達到95%的脫硫效率,且脫硫劑廉價易得,但占地面積大,設(shè)備損耗大、腐蝕快,運行成本高,漸漸地不能滿足當前環(huán)保要求。此外,常見的單獨脫硫技術(shù)還有氨法、海水法等,但是都存在成本高、腐蝕設(shè)備等缺點。
2.單獨脫硝技術(shù)
單獨脫硝技術(shù)普遍采用選擇性催化還原法(SCR),以氨水或尿素做還原劑,催化作用下,H2、CO和NH3等還原劑與O2共同作用,將其還原成N2和H20。SCR技術(shù)能夠達到較好的脫硝效果,實現(xiàn)了較大規(guī)模的應(yīng)用,但是其運行成本很高,工作溫度高,而低溫是降低成本的有效方法之一。
此外,單獨脫硝技術(shù)還有選擇性非催化還原(SNCR)法、吸附法等,而這些方法,要么脫硝效率低,要么技術(shù)困難,難以大規(guī)模應(yīng)用。
3. 同時脫硫脫硝技術(shù)
同時脫硫脫硝技術(shù),依據(jù)處理煙氣介質(zhì)的物理狀態(tài)分為干法和濕法。濕法主要包括氧化吸收法和絡(luò)合吸收法,但存在設(shè)備易腐蝕、利用效率低、運輸困難、吸收液制備成本高、再生難等問題。
目前,國內(nèi)外都將干法同時脫硫脫硝技術(shù)列為重點研究方向。常見的方法如下:
1)NOxSO法
NOxSO法是一種吸附再生工藝,使用球形顆粒狀的A12O3作吸附劑,負載鈉鹽,主要包含吸收和再生兩個流程。該法可以高效率地脫除S02和NOx,可以獲得商業(yè)級硫酸副產(chǎn)物,適應(yīng)性強;但是其吸附劑再生復雜,因此成本高昂、工藝復雜,限制了它的廣泛使用。
2)CuO法
本法采用負載型CuO作吸附劑,T-Al203作載體,在400℃下與SO2反應(yīng),生成的CuO和CuSO4能催化氧化NO,噴人氨可以將其還原為N2。該法不產(chǎn)生二次污染物,脫硫劑可以多次利用,副產(chǎn)物具有商業(yè)價值,但是催化劑在吸收和再生過程中的物化性能會逐漸降低,反應(yīng)生成的銨鹽易覆蓋在催化劑表面,使其失活。
3)SNRB法
SNRB法由Babcock&Wilcox公司開發(fā),此法可以實現(xiàn)脫硫脫硝除塵一體化。吸附劑利用率高,不產(chǎn)生腐蝕,占地面積小,投資成本低;但脫硫脫硝效率相對較低,催化劑無法再生,副產(chǎn)物利用價值不高,因此應(yīng)用較少。
4)炭材料脫硫脫硝法
研究表明,炭基材料(活性炭、活性焦、活性炭纖維)可以很好地去除SO2和NOx?;钚蕴棵摿虻臋C理如下:S02首先被吸附在活性炭表面,然后擴散到內(nèi)孔表面的活性位點,被氧化為S03,最后再與水蒸汽發(fā)生反應(yīng),生成硫酸,被氣流帶出。脫硝時,NH3和NOx在活性炭表面發(fā)生氧化還原反應(yīng),NOx最終被還原為N2和H2O。此法流程簡單,能達到較高的脫硫脫硝效率,投資成本及運行費用較低,并且不會產(chǎn)生二次污染物;但是存在催化劑硫容較低,使用壽命較短以及抗S02毒性較差等問題。
5)催化法脫硫脫硝技術(shù)
催化技術(shù)是一種新興技術(shù),能顯著提高污染物的去除效率,極大改善大氣環(huán)境質(zhì)量,并且成本可控,為治理污染提供了一條高效、經(jīng)濟的路徑。研究表明,催化法煙氣脫硫脫硝技術(shù)在燃煤電廠煙氣凈化、汽車尾氣處理中對二氧化硫、氮氧化物等的去除,發(fā)揮了關(guān)鍵作用,已經(jīng)成為環(huán)境催化的研究熱點。在不久的將來,催化法必然會成為主流。因此,開發(fā)能在較低的溫度(80~250℃)下工作,并具有高效、經(jīng)濟的新型脫硫脫硝催化劑是煙氣干法脫硫脫硝的關(guān)鍵。
我公司采用的低溫干法脫硫脫硝技術(shù),其核心為低溫氧化催化材料,在80-300℃下即可以將NOX轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì),實現(xiàn)低溫高效脫硫脫硝的目標。
相較其他的方法,具有如下優(yōu)點:
1.由于脫硝過程不使用氨,且在低溫區(qū)運行,因而裝置簡單,初始投資成本降低;
2.反應(yīng)溫度低,在80-300℃均有良好的催化活性;
3.由于不需要氨,杜絕了運輸及運行過程中氨逃逸,催化劑無毒,基本上無安全生產(chǎn)隱患;
4.脫硝效率可調(diào),可以根據(jù)客戶的要求設(shè)定脫硝效率,為將來提標留有余地;
5.可以實現(xiàn)脫硫脫硝一體化,只要稍微增加一點脫硝催化劑或脫硫劑,就可以滿足更嚴的排放要求,實現(xiàn)超低排放;
6.正常運行無人化,不消耗電和能源,不產(chǎn)生二次污染
“超低排放”嚴格來說不是一種新技術(shù),而是將現(xiàn)有脫硫脫硝技術(shù)通過有機組合,達到超低排放的標準??傮w來看,超低排放改造技術(shù)路線因企業(yè)的自身條件而異,要實現(xiàn)S02和NOx等多種污染物的同時超低排放,需要從煙氣治理的全局出發(fā),充分考慮各項因素,通過論證選取合理的技術(shù)路線,從而實現(xiàn)超低排放的目的。目前,超低排放已經(jīng)取得各方共識,部分省份已經(jīng)出臺和制定了相應(yīng)的政策,要求鋼鐵、水泥、焦化、玻璃等行業(yè)在規(guī)定的時間內(nèi)完成改造,可以看出這是未來發(fā)展的必然趨勢。
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