1、电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术集成进展 1.我国的电厂目前还是以燃煤为主，造成了以煤烟为主的空气污染，产生了大量的烟尘、s02和N0X。这些污染物造成的酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境污染，严重地影响了人类的居住环境，引起了世界各地科学工的广泛关注。在这样的背景下，出现了多种脱除S02、NO 的方法。 1 烟气脱硫/脱硝(氮)方法 1.1 烟气脱硫方法 目前烟气脱硫的方法很多，能够实现工业化的也有十几种。根据不同的分类，烟气脱硫的方法也不同，如：按照吸收剂的种类，可分为钙法(石灰/石灰石法)、碱法(钠盐法)；按照处理的前后，可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫；按照脱除产物的干湿形态，可分为湿法
2、、干法和半干法。以湿法、干法和半干法为例，又可以具体分为：湿法：石灰石/石灰法、海水法、氨法、双碱法、镁法、磷铵肥法和Wellman.Lord.FGD、其他(有机酸钠一石膏、石灰一镁、碱式硫酸铝、氧化锌、氧化锰法等)；干法：喷雾干燥法、烟道喷钙法、循环流化床法、荷电法、催化法(干式催化氧化法、孟山都催化氧化法、托普素一阿基坦钠催化氧化法)、其它(粉煤灰干式脱硫法、熔融盐吸收脱硫法、碱性铝酸盐脱硫法、氧化铜脱硫法)。 国内外燃煤电厂脱硫技术与设备 脱硫技术包括燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后烟尘脱硫。 2.1 燃烧前脱硫技术 选煤能除去或减少燃煤中所含的硫分、灰分等杂质，并按用户对煤质的要求，实行
3、分质供应。燃用洗煤可提高热效率和可靠性。选煤技术分物理法、化学法和微生物法。物理法选煤无论在国外或国内都是十分成熟的技术，通常可除去燃煤中60 灰分和1/32/3的黄铁矿硫。 2.2 燃烧中脱硫技术 循环流化床锅炉由于湍流混合充分，燃烧热效率可达85 9/590 ，而层燃炉只有709/6，再加入石灰石为主的脱硫剂，钙硫比达2.0时，脱硫率可达7O ，可以有效地控制SOz的排放。另外，由于燃烧温度低，NOx排放量比层燃炉降低70 9/6以上。循环流化床燃烧技术在日、美、英、法等国家已作为解决高硫煤燃烧脱硫的主要技术手段，近年来还开发了加压流化床燃烧方式，使流化床面积缩小，脱硫效率提高，同时发电率
4、提高30 9/640 9/6。 国内循环流化床锅炉(75200t/h)已开发利用，正不断地完善和改进趋向成熟。 2.3 烟气脱硫技术及设备 烟气脱硫是国外大规模商业应用的脱硫方式。烟气脱硫技术可分为湿法、半干法和干法。 2.3.1 石灰石(石灰)一石膏湿法烟气脱硫技术 石灰石/石灰一石膏脱硫系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫浆液制备系统、亚硫酸钙氧化系统、石膏脱水系统等。该工艺是目前世界上最成熟的工艺，使用最广泛的脱硫技术。在该工艺中，烟气经过换热器温度降至120左右进入脱硫吸收塔，在吸收塔内与209/630 9/6的石灰石粉浆料或20 9/5左右的石灰乳浊液接触，SO2被吸收生成亚硫
5、酸钙，亚硫酸钙被氧化成硫酸钙即石膏。采用CaC()3为脱硫剂其脱硫效率一般在85 9/6以上，适用于SO2浓度为中等偏低的烟气脱硫；采用Ca(OH)z为脱硫剂，脱硫效率可以达到95 ，适用于SCh浓度较高的烟气脱硫。通过添加有机酸可使脱硫效率提高到95 9/6以上。石灰石/石灰一石膏湿法脱硫技术及设备分别引自俄国和日本。国内应用的有：xx第一热电厂、太原第一热电厂、重庆珞璜电厂、重庆长寿化工厂等。 2.3.2 简易石灰石(石灰) 石膏法烟气脱硫技术 简易工艺的原理与传统石灰石(石灰)一石膏法相同，但通过采取合并预洗、吸收和氧化设备，简化烟气热 换系统，以及部分旁路烟气等技术措施.在实现中等脱硫
6、效率(709/580%)目标的基础上，可降低约1/4至1/3的设备初投资。 2.3.3 海水烟气脱硫技术 天然海水含有大量 可溶性盐，其中主要成分是氯化钠、氯化镁、硫酸盐和可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性，自然碱度约为1.22.5mol/I ，使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。 该工艺中，冷却后含S()2烟气进入吸收塔，烟气与海水在塔板上逆向接触达到去除S()2的目 的。吸收后的烟气经除雾后排放，吸收了SO2海水，进入曝气池进行曝气处理，使海水的水质充分恢复后返回大海。工艺和设备比较简单，主要设备有换热降温塔、吸收塔、曝气池、烟气升温装置。不需添加任何化学药剂，也不产生固体废物，其
7、设备系统简单、运行稳定、费用低。挪威ABB环境工程公司的海水脱硫工艺已在挪威和国外建成20多套装置。深圳妈湾电厂海水烟气脱硫装置引进挪威ABB环境工程公司技术，配套4号机组，投资2.1亿人民币，处理烟气量110万Nm。/h，每年削减S 7000t。 2.3.4 磷铵复合肥法烟气脱硫技术 该法是利用天然磷矿石和氨为原料.在烟气脱硫过程中回收副产磷铵复合肥料的脱硫技术。工艺过程主要包括：活性炭一级脱硫并制稀硫酸；稀硫酸萃取磷矿石至稀磷酸溶液；磷酸和氨的中和液二级脱硫；料浆浓缩干燥制磷铵复合肥。 2.3.5 喷雾干燥法烟气脱硫技术 该法属半干法脱硫工艺，80年后该技术在美国和欧洲的燃煤电厂实现了商业
8、化。该法利用石灰浆液作吸收剂，以细雾滴喷人反应器，与SO2边反应边干燥，在反应器出口，随着水分蒸发，形成干的颗粒混合物。脱硫效率可达70 9，695 。中日合作，在山东黄岛发电厂采用喷雾干燥法进行烟气脱硫示范工程，投资7106万元人民币，处理烟气量25万Nm。/h，每年削减S024000t。 2.3.6 炉内喷钙炉后活化干法烟气脱硫技术 该法属干法脱硫工艺，其工艺特点炉内喷钙为一级脱硫，脱硫效率为30 40 9，6，炉后活化为二级脱硫，脱硫效率为75%-85 9，6，钙硫比为2.5。脱硫的副产品十分稳定，不会造成二次污染，可用于筑路基底材料，建材原料。南京下关电厂采用芬兰FOUM 公司的I R
9、FAC工艺，用于两台125MW 燃烧机组脱硫.脱硫效率75 。 2.3.7 电子束法烟气脱硫技术 电子束法是采用高能电子柬照射烟气，使烟气中的S02、NOz在辐射时生成的大量自由基、电子等活性物质作用下氧化为SO3和NO2并与水蒸汽反应生成雾状的硫酸和硝酸，最后与注人反应器的氨生成硫胺和硝胺。至今国外共建烟气处理量1000Nm。/h以上的各类中试厂14个，波兰在建一座300万Nm。/h烟气处理量的工业示范厂。中日(荏原技术)合作在成都热电厂建设处理烟气量30万m。/h的电子柬脱硫示范工程，脱硫效率80 90 9，6.电子束发生 装置直流高压电源8ookv1000mA，电子加速器800kV400
10、mA2 1.2 烟气脱硝方法 通常，电站锅炉采用的NO 控制方法可以分为以下三大类：烟气脱硝技术、改进燃烧方法和改善运行条件等新型低污染燃烧技术。烟气脱硝技术可分为：干法(包括氨选择性催化还原法和无催化还原法)和湿法(包括氧化吸收法和直接吸收法)。目前，干法脱硝占主流地位。其原因是：N0 与s02相比，缺乏化学活性，难以被水溶液吸收；NO 经还原后成为无毒的N2和02，脱硝的副产品便于处理；NH3对烟气中的NO可选择性吸收，是良好的还原剂。湿法与干法相比，主要缺点是装置复杂且庞大；排水要处理，内衬材料腐蚀，副产品处理较难，电耗大(特别是臭氧法)。 燃煤减少NOx的方法及燃煤烟气同时脱硫脱硝技术
11、 3.1燃煤减少NOv的方法 一般采用低NOx燃烧技术，利用改变燃烧条件和燃烧方法来控制NOx产生及减少燃料中N向NOw的转化率。 (1)利用改变燃烧条件的控制方法 降低空气比，降低燃烧温度，减少NOv转化率；减少空气预热，降低燃烧温度，控制NOT的生 成；降低燃烧室热负荷，即降低燃烧室气体温度，而控制NOr生成。 (2)利用改变燃烧方式的控制方法 采用低NOv燃烧器.改变燃料和空气的混合方式，控制()2的浓度，降低火焰温度，缩短滞留时间而控制NOx的生成；采用二段燃烧法，控制燃烧温度而减少NOx的生成；采用烟气再循环燃烧法，一般循环比在10%20 9，6；炉内喷水或蒸汽，增加燃烧气的热容量，
12、降低燃烧温度，而降低NOx生成。改进燃烧技术控制NOx效果好，但会降低燃烧效率，且NOv减少不超过75 。如果需求减少NOa85 以上，只能再进一步采用烟气脱硝法。湿法脱硝有臭氧氧化吸收法、ClO2气相氧化吸收还原法、过锰酸钾KMnO液相氧化吸收法。干法脱硝有氨选择性催化还原法和无催化还原法，该法效果好，但费用巨大。流化床燃烧、水煤浆燃烧和 催化燃烧是新型的低NOr燃烧技术。 2 联合/同时脱硫脱硝方法 2.1 联合脱硫脱硝技术的出现 进入2O世纪8O年代，人们逐渐认识到单独使用脱硫脱硝技术，设备复杂，占地面积大，投资和运行费用高，而使用脱硫脱硝一体化工艺则结构紧凑，投资和运行费用低，为了降低
13、烟气净化的费用，适应电厂的需要，开发联合脱硫脱硝的新技术、新设备已成为烟气净化的趋势。从8O年代开始，国外对联合脱硫脱硝的研究工作很活跃，据美国电力研究所(EPRI)统计的联合脱硫脱硝的技术至少有60种，这些技术中有的已经实现工业化运行，有的还处于中间试验或小试阶段。 2.2 联合脱硫脱硝技术的分类 对联合脱硫脱硝技术的分类很多，目前较通用的分类方法是按照处理的过程，可分为两大类：一是炉内燃烧过程中同时脱硫脱硝技术。这类方法共同的特点是通过控制燃烧温度来减少NO 的生成，同时利用钙吸收剂来吸收燃烧过程中产生的s02，来控制NO 和SO2的排放。如.-循环流化床燃烧法、钠质吸收剂喷射法等；另一类
14、是燃烧后烟气联合脱硫脱硝技术。这类方法是在烟气脱硫法的基础上发展起来 的。如下方法被认为具有实际应用价值：活性炭法、SNOX(WSA.SNOX 、SNRB (SOXNOXROX-BOX)工艺、NOXSO工艺、电子束法等。 燃煤烟气同时脱硫脱硝技术 烟气同时脱硫脱硝技术是近年来随着对S02和NOv日益严格的要求时提出的，现大部分处在 实验或半工业化阶段，有些因费用高难以推广，但其技术发展很快。 3.2.1 活性炭吸收吸附加NH。法 活性炭是一种良好的吸附剂，它吸附排烟中的S02后再被加热脱硫而被循环使用，分离出的S( 被回收，在烟气进人吸附器前加人NH。可除去NO.r。也可用泥煤或褐煤低温碳化所
15、得的焦炭来代替昂贵的活性炭，实验表明，S0z被吸附90 以上NOT可除去20 9，640 9，6。 3.2.2 电子束处理法 将电子束装置放在石灰喷雾干燥器与布袋除尘器之间，100 左右的低温烟气进人喷雾干燥器并把相应的反应剂(水、石灰石、NH。等)喷人其中，然后烟气进人有电子柬照射的反应室，在烟气中生成高活性OH、O、H()2等，SO 、NOx被高活性基氧化生成硫酸、硝酸，再 经氨中和而吸收生成硫酸铵和硝酸铵。日本试验中得出脱硫率94 、脱硝率80 9，6，并已进人实用阶段。 3.2.3 脉冲电晕等离子化学法 用毫微秒级的高压脉冲产生电晕闪射流，加速烟气中电子与气体的碰撞，离解出大量的OH、O、H()!等游离活性基团，它们促进S 、NOv转化成硫酸、硝酸雾，再和NH 作用生成硫酸铵和硝酸铵而收集。该法在较佳条件下，脱硫效率大于97 ，加NHs脱硝率大 于80 .美、日、意等国处在工业试验阶段，其电能与化学药品消耗较大。 3.2.4 SNOX烟气双脱新工艺 该工艺是在净化换热约200 烟气中加入混有空气的烟气，在SCR反应器中将NOx生成N：气并放热，之后进人CT接触转化器，在其中SOz转化为S03并放热。从CT器中出来的含S
