火电厂超低排放与脱硫废水零排放研究进展PPT文件格式下载.ppt

1、SCR：技术最成熟、应用最广泛的烟气脱硝技术，是控制氮氧化物最根本的措施。其原理是在催化剂存在的情况下，通过向反应器内喷入脱硝还原剂氨，将 NOx还原为 N2。此工艺反应温度在 300-450 之间，脱硝效率通过调整催化剂层数能稳定达到 60-90%。其主要问题是空预器堵塞、氨逃逸等。SNCR：在高温条件下（900-1100），由尿素/氨作为还原剂，将 NOx 还原成 N2 和水，脱硝效率为 25%50%。氨逃逸率较高，且随着锅炉容量的增大，其脱硝效率呈下降趋势。正在研发的新技术：炭基催化剂（活性焦）吸附技术：炭基催化剂（活性焦）具有比表面积大、孔结构好、表面基团丰富、原位脱氧能力高，且具有负

2、载性能和还原性能等特点，既可作载体制得高分散的催化体系，又可作还原剂参与反应。在 NH3存在的条件下，用炭基催化剂（活性焦）材料做载体催化还原剂可将 NOx还原为 N2。1.氮氧化物控制技术二、燃煤烟气 NO 脱除技术9 NO 脱除技术 高级氧化技术 鼓泡塔内 NaClO2/（NH4）2CO3溶液脱除NO 不同金属掺杂对 Ce/TiO2 的 SCR 脱硝性能的影响2.1 高级氧化技术高级氧化技术的原理 其特点为利用催化剂、光、电、紫外线等技术，催化产生大量氧化能力极强的羟基自由基（OH），利用其强氧化性氧化分解污水中难溶的有机物。燃煤烟气中的 NOx主要以 NO（占 90%以上）的形式存在，N

3、O难溶于水，致使其难以被转化吸收。采用该技术可以 NO 氧化为易溶的 NO2、N2O3 等气体，再被液相吸收。10二、燃煤烟气 NO 脱除技术高级氧化技术的特点氧化能力强，脱除效率高：表 为几种常见氧化剂氧化能力的对比，可见，OH 是一种氧化能力极强的氧化剂。选择性小、反应速度快：羟基自由基是一种选择性很小的氧化剂，当存在多种污染物质时可同时脱除。氧化彻底，无二次污染：普通氧化剂氧化能力差，不足以将污染物彻底氧化分解，往往产生一些中间产物，造成二次污染。而 OH 能将污染物彻底氧化，NO 氧化为 NO3 等，OH 的反应产物为 H2O 和 O2，避免了对环境造成二次污染。11高级氧化技术脱硝的

4、反应机理NO 在水中的溶解度很小，绝大部分由 OH 氧化吸收，反应方程式如下：122.2 鼓泡塔内 NaClO2/（NH4）2CO3溶液脱除 NO实验装置1314影响因素分析NaClO2溶液浓度对 NO 脱除效率的影响 NaClO2溶液浓度对NO 的脱除效率有很大影 响，这主要与 NO和 NaClO2的特性有关。随着 NaClO2浓度的增加,溶液含氧化性较强的 ClO2-浓度增大，氧化 NO 的反应增强。15 NO 浓度对脱硝效率的影响 从图中可以看出随着 NO 浓度的升高，主要是 NO 浓度差作为吸收过程的推动力，随着 其增大，加强了气液传质，NO的脱除效率增加。16（NH4）2CO3浓度对

5、脱硝效率的影响 随着（NH4）2CO3浓度的升高，脱硝效率有所下降。这 主要是随着（NH4）2CO3 浓度的升高，溶液 PH 值有所升高，会对（NH4）2CO3 的氧化性造成影响。17 反应温度对脱硝效率的影响 从图可以看出，随着温度的升高，脱硝效率有所上升。主要是因为 NO 分子运动加剧，单位时间有效碰撞次数增大，反应增强，这种原因在本反应中占主导地位，导致反应速率随温度升高而增强。2.3 不同金属掺杂对 Ce/TiO2 的 SCR 脱硝性能的影响 以溶胶凝胶法分别制备了 Ce-Cu/TiO2 和 Ce-Fe/TiO2 催化剂。结果讨论催化剂活性18 当温度低于 150 时，Ce-Cu/Ti

6、O2 的 NO 转化率比 Ce-Fe/TiO2高，并且在低温段 Ce-Cu/TiO2的转化效率比 Ce-Fe/TiO2高出 7%25%，这可能是由于 Cu2+的存在而提高了催化剂的低温活性，但是当温度高于 200 时，NO 转化率 Ce-Fe/TiO2就会高于 Ce-Cu/TiO2，并且当温度高于 250 时，Ce-Fe/TiO2的 NO 转化率没有降低的趋势，而 Ce-Cu/TiO2的 NO 转化率却迅速降低。SO2 毒化测试19 由图 可以看出，在通入 SO2后，Ce-Cu/TiO2 的 NO 转化率从 98%迅速跌至 45%，最后稳定在 35%左右；Ce-Fe/TiO2 的 NO 转化率

7、则是先降低，而后又回升，最后稳定在较高水平。这表明 Ce-Cu/TiO2 的抗 SO2 毒化能力较弱，但 Ce-Fe/TiO2的抗毒化能力很强，通入 SO2 后半小时内 NO 的转化率下降。催化剂表征20 由图可以看出，催化剂中 Fe 元素在 Ce/TiO2 的表面以微晶或无定形态存在，也可能 Fe 形成的氧化物在 Ce/TiO2 的表面分散较为均匀，没有烧结聚集长成大晶粒。因此，Fe 类氧化物的较低晶粒和无定型结构对 SCR 反应十分有利。催化剂表征21 从图可以看出，Ce-Cu/TiO2 并没有明显的 NH3 脱附峰，只是在 800 时峰值稍微高些。然而在 247 时 Ce-Fe/TiO2

8、 的峰值达到最大，这表明 247 是 Ce-Fe/TiO2 吸附 NH3的催化活性中心。从 TPD 表征中计算可得，Ce-Fe/TiO2 的峰面积（55718.352）明显大于 Ce-Cu/TiO2 的峰面积（10440.052），这表明同样质量的两种催化剂，Ce-Fe/TiO2 对 NH3 的吸附量比 CeCu/TiO2 要大，即表明 Ce-Fe/TiO2 的酸性较强。催化剂表征22 由图 可以看出，Ce-Cu/TiO2的曲线有两个连续的氢还原峰，即 Cu2+连续的两步还原过程 Cu2+Cu+和 Cu+Cu0。并且 Ce-Cu/TiO2 的氢还原峰温度要比 Ce-Fe/TiO2 低，这表明

9、Ce-Cu/TiO2在低温下的还原性比 Ce-Fe/TiO2 要好，即在低温段 Cu 掺杂的催化剂可能会具有更好的活性。而 Ce-Fe/TiO2的还原峰较宽，峰温较高，这表明该催化剂在高温处的还原性较好，即在高温段 Fe 掺杂的催化剂可能具有更好的活性。Ce-Fe/TiO2的峰面积（28 377.756）比 Ce-Cu/TiO2 的峰面积（22 734.131）大，这表明 Ce-Fe/TiO2对 H2的消耗量较大。从整体上看，Ce-Fe/TiO2 的还原性较好，TPR的结论与活性测试结果一致。吸附脱汞技术吸附脱汞技术吸附脱汞技术吸附脱汞技术单质汞氧化单质汞氧化 气相氧化、催化氧化气相氧化、催化

10、氧化（SCR）二价汞吸收与还原二价汞吸收与还原 WFGDWFGD系统系统液相汞还原抑制液相汞还原抑制 沉淀法、络合法沉淀法、络合法 氧化吸收技术氧化吸收技术氧化吸收技术氧化吸收技术新型脱汞技术新型脱汞技术新型脱汞技术新型脱汞技术活性炭（活性炭（ACIACI）S S、BrBr、ClCl 等改性等改性相对成熟，成本高昂相对成熟，成本高昂飞灰飞灰除尘系统除尘系统钙基吸附剂及其他钙基吸附剂及其他效率不够高效率不够高等离子脱汞技术等离子脱汞技术 光催化脱汞技术光催化脱汞技术 与除尘脱硫脱硝相结合与除尘脱硫脱硝相结合与除尘脱硫脱硝相结合与除尘脱硫脱硝相结合三、燃煤烟气 Hg 脱除技术24吴江,潘卫国,任建

11、兴,何平,王文欢,沈敏强,冷雪峰,杜玉颖,金云.烟气汞形态分布及其受氯化物添加剂影响的研究 J.动力工程,2009,04:405-408.3.1 燃烧中添加添加剂脱汞25添加 NH4Cl 对煤燃烧生成 Hg 和 NO 的影响26开发环境友好型吸附剂 活性炭 改性活性炭碳基吸附剂非碳基吸附剂 飞灰 钙基吸附剂 凹凸棒3.2 吸附吸收法脱汞27固定床系统1.O2 2.SO2 3.NO 4.HCl 5.N2 6.质量流量计 7.阀门 8.混气罐 9.三通 10.汞渗透管 11.恒温水浴槽12.活性炭 13.固定床 14.干燥装置 15.汞测试仪 16.吸附剂 17.通风橱28生物质活性炭核桃壳活性炭

12、，玉米杆活性炭，毛豆杆活性炭的 5000 倍 SEM 图。29活性炭掺杂飞灰左图活性炭 1349.48m2/g63.38%右图活性炭 2277.69m2/g58.65%5000 倍放大图02468101212345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22时间（min）汞浓度（g/m3）停止注入点吸附剂注入点 30 60 90 120024681012306090120时间（min）汞 浓 度（g/m3）吸附剂注入点停止注入点30飞灰A 电厂飞灰分目 SEM 图（a）150目筛上灰 目筛上灰 （b）150-200目飞灰 目飞灰 （c）200-300目飞

13、灰 目飞灰（d）300-600目飞灰 目飞灰 （e）600目筛下飞灰 目筛下飞灰 （f）原灰 原灰 31（a）A 电厂 （b）B 电厂 （c）C 电厂（d）D 电厂 （e）E电厂 不同电厂灼烧后飞灰中汞含量0.120.140.130.130.150.130.040.060.080.10.120.140.160.18总灰150目筛上灰150目-200目飞灰200目-300目飞灰300目-600目飞灰600目筛下飞灰不同粒径飞灰汞 含 量（ug/g）0.130.130.120.130.130.040.060.080.10.120.140.160.18总灰150目筛上灰 150目-200目飞灰200

14、目-300目飞灰300目-600目飞灰不同粒径飞灰汞 含 量（ug/g）0.080.080.080.070.130.040.060.080.10.120.140.160.18总灰150目筛上灰 150目-200目飞灰200目-300目飞灰300目-600目飞灰不同粒径飞灰汞 含 量（ug/g）0.090.080.080.070.080.040.060.080.10.120.140.160.18总灰150目筛上灰 150目-200目飞灰200目-300目飞灰300目-600目飞灰不同粒径飞灰汞 含 量（ug/g）0.120.170.070.070.080.040.060.080.10.120.1

15、40.160.18总灰150目筛上灰 150目-200目飞灰200目-300目飞灰300目-600目飞灰不同粒径飞灰汞 含 量（u g/g）32钙基吸附剂不同改性浓度吸附效率未改性14.50%1%KMnO4 改性 80.92%2%KMnO4 改性85.38%3%KMnO4 改性82.35%4%KMnO4 改性83.51%5%KMnO4 改性89.84%332、Ce-modified activated carbon Fig.4.mercury adsorption and oxidation process on AC surfaceFig.7.Hg0 removal efficiency in the effect of different flue gas components34UV/Fenton 液相吸收脱汞图 5-3 H2O2浓度对 Hg0脱