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(shè)脫硫、脫硝設(shè)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(jìn)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(jìn)行噴氨，由于一氧化碳、風(fēng)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(yùn)行成本的，脫硫目前暫無像脫硝低氮燃燒改造這樣零運(yùn)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(jìn)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(dú)引入上下回路，煙氣沿切線方向進(jìn)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(jìn)入吸收塔上回路的噴霧區(qū)，經(jīng)充分洗滌，達(dá)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(yīng)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(dá)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(dá)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(jìn)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;

　?、?酸性氣體從氣相進(jìn)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(xué)反應(yīng);

　　③ 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(dá)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(yùn)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(yīng)生產(chǎn)CaSO4;

　　第二階段活化器內(nèi)脫硫，熱煙氣進(jìn)入活化器霧化增濕，使煙氣中未反應(yīng)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(yīng)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(hù)方便。但石灰石需加工成40μm以下的粉體，運(yùn)行費(fèi)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(dá)到令人滿意的程度,為了進(jìn)一步降低NOx 的排放,必須對燃燒后的煙氣進(jìn)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(dāng)中,SCR 脫硝工藝以其脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、無副產(chǎn)品、運(yùn)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(yīng)用。

　　SCR工藝

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

　　采用高含塵工藝時,SCR 反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器(空預(yù)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(yīng)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(fù)雜,投資增加,故一般選擇高含塵工藝。