脫硫技術
目前,伴隨焚燒爐尾氣凈化技術的發展,按其是否產生廢水以及吸收劑加入的形式,脫硫技術可分為以下三種:
1.濕法脫硫。石灰石-石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術,日本、德國、美國的火力發電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。
推薦的適用范圍:
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200MV及以上的中大型新建或改造機組;
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燃煤含硫量在0.5%~5%及以上;
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要求的脫硫效率在95%以上;
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石灰石較豐富且石膏綜合利用較廣泛的地區;

2.干法脫硫。煙氣循環流化床法脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環、除塵器及控制系統等部分組成。該工藝一般采用干態的消石灰(CaO)作為吸收劑,也可采用其他對二氧化硫有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。
典型的煙氣循環流化床脫硫工藝,當燃煤含硫量為2%左右,鈣硫比例不大于1.3時脫硫率可達90%以上,排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應用在10~20萬千瓦等級機組。由于其占地面積少,投資教省,尤其適合于老機組煙氣脫硫。

3.噴霧干燥法脫硫。利用噴霧干燥原理,將吸收劑噴入吸收塔以后,一方面吸收劑與煙氣中的SO2發生化學反應,生成固體灰渣;另一方面煙氣將熱量傳遞給吸收劑,使之不斷干燥,在塔內脫硫反應后形成的廢渣為固體粉塵狀態,一部分在塔內分離,由椎體出口排出,另一部分隨脫硫后煙氣進入靜電除塵器。
安裝在吸收塔頂部的噴霧器需具有很高的流量以及直徑在100um左右的噴霧粒徑。這些具有很大面積的分散微粒,一同煙氣接觸,就發生強烈的熱交換和化學反應,迅速將大部分水分蒸發掉,形成含水量很少的固體灰渣。由于吸收劑微粒沒有完全干燥,在吸收塔之后的煙道和除塵器中仍可繼續發生一定程度的吸收SO2的化學反應。
用到的化學方程式
CaO+H2O→Ca(OH)2
SO2+H2O→H2SO3
Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
CaS03+1/2O2→CaSO4
CaSO4難溶于水,便會迅速沉淀析出固態CaSO4 。
脫硝技術
隨著時代的發展和技術的日益成熟,煙氣脫硝技術主要分為以下兩種:
1.選擇性催化還原脫銷(SCR)技術。SCR技術發明于1959年,作為一種爐后脫硝放映裝置,最早有日本于70年底后期完成商業運行,至80年代中期歐洲也成功地實現了SCR的商業運行,設置觸媒裝置于鍋爐省煤器出口與空氣預熱器入口之間,其作用為使噴入之氨與煙氣中之NOX加速反應實現脫硝,其有效反應之溫度范圍約在320℃~400℃之間最普遍使用的化學反應劑(還原劑)為氨。
煙氣脫硝SCR法的化學反應機理:
典型SCR反應條件下的化學反應式為:
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
在適當催化劑的作用下,對NO2也有還原去除作用:
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
催化劑是整個SCR系統的核心和關鍵,催化劑的設計和選擇是由煙氣條件、組分來確定的,影響其設計的三個相互作用的因素是NOX脫除率、NH3的逃逸率和催化劑體積。在形式上主要有板式、蜂窩式和波紋板式三種。
工程的性能指標如下:
脫硝效率穩定達到80%~90%;
運行保證率不低于95%;
NH3逃逸量:1~3ppm;
催化劑壽命:24000h;

2.選擇性非催化還原脫銷(SNCR)。在900~1100℃爐溫范圍內,在無催化劑的作用下,氨或尿素等氨基還原劑可選擇性地把煙氣中的NOX還原為N2和H2O,基本上不與煙氣中的氧氣作用。其主要反應為:
氨(NH3)為還原劑時:
4NH3 + 4NO+ O2 →4N2 +6H2O
4NH3 + 2NO+ 2O2 →3N2 +6H2O
8NH3 + 6NO2 →7N2 +12H2O
尿素(〔NH4〕2CO)為還原劑時:
(NH2)2CO→2NH2+CO
NH2+NO=N2+H2O
CO+NO=N2+CO2
一個典型的SNCR系統是由還原藥劑的儲藏、輸送和噴射裝置組成,主要包括還原藥劑儲藏罐、泵、管道、噴射器和與之相關的控制系統以及NOX在線監測系統。還原劑的噴入系統必須將還原劑噴到鍋爐內最有效的部位——爐膛上溫度適宜還原反應的區域,并保證與煙氣充分混合。
其特點主要體現在:
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建設周期短
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投資少
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運行可靠
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比較適合于對中小型電廠鍋爐的改造
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脫硝效率高
