烟气脱硫脱硝除尘一体化技术Word格式文档下载.docx

1、（1）原料（中和剂）廉价易得，脱硫率高。（2）工程投资和运行费用要低到应用企业能承担得了。（3）工艺流程简单，运行可靠，易于调控且对锅炉正常运行无不良影响。（4）对各种含硫煤（油）具有较好的适应性。（5）不造成二次污染，诸如水污染、粉尘、噪声等。二、推理分析（1）原料（中和剂）随着市场经济的发展和社会的进步，原来意义上的百年老店越来越少，每年都有大量的新兴产业掘起，每年都有大量的老产业退出市场。烟气脱硫项目一般都需要投入大量资金，如果原料和工艺依赖于临近的工厂（如合成氨、化肥、废碱排放等），那么这个项目很可能由于这些工厂的关停并转而中途停止运转，使该项目投资得不到应有的经济和社会效益。所以以石

2、灰石、石灰为中和剂的烟气脱硫技术为大多数业内专家所认同。以石灰为中和剂成本高于石灰石，且需要设备、构筑物及监测设备较多；使用石灰石成本低且反应易于控制，是最具实用性的中和剂。传统的“石灰石石膏法烟气脱硫”需要将石灰石粉磨至200300目，这样就需要建一座粉磨站，既增加投资，又造成了一定程度的“噪声”和“粉尘”污染，且其产物与反应物混合在一起，造成钙硫比的提高，增加了运行费用。如果采用脱硫脱硝除尘一体化技术，即可实现脱硫脱硝除尘同时在一个装置内完成，具有设备简单、投资小、运行费用低，大幅度提高经济效益。（2）产物湿法脱硫，脱硫率最高（可达90%以上），中和产物有两种，硫酸钙CaSO4和亚硫酸钙C

3、aSO3，通常是两种物质的混和物，中和产物被完全再利用的可能性不大，如果亚硫酸钙（CaSO3）一但进入水体，由于它具有很强的还原性，会迅速耗尽水中的溶解氧，使水中鱼类大量死亡，甚至灭绝，因为它溶解速度很慢，其污染物会在很长时间内存在，严重破坏水体生态环境，所以中和产物中不含亚硫酸钙（CaSO3）最为安全，既可再利用创造价值也可安全排放。（3）钙硫比钙硫比（Ca/S）是决定运行费用的重要因素，Ca/S=1是经济运行的极限状态，也就是说哪种脱硫工艺Ca/S实现或接近1，那么它就可能实现真正意义的经济运行。目前的湿法脱硫，剩余反应物与脱硫产物混合在一起被排除掉无法分离，所以很难实现理想的Ca/S,

4、如果反应物以颗粒状态存在，解决这个问题，实现理想的Ca/S较为容易，而且设备和资金投入也随之减少，有利于实现真正意义的经济运行。三、理想模型综上所述，最理想的烟气脱硫工艺应该是： （1）湿法脱硫（脱硫率可达90%以上）。（2）中和剂为石灰石。（3）钙硫比（Ca/S）为1。（4）产物为硫酸钙且不含亚硫酸钙杂质。（5）投资少，工艺简单，运行费用低廉，无二次污染。（6）控制参数少，测控设备成熟，可实现全线自动控制。（7）运行中的中间循环物质由锅炉及电厂废液补充，对周边企业无依赖性。（8）充分吸收与利用烟气余热。这个理想的模型如果能够实现，很可能成为烟气脱硫技术中最为理想的运行模式，它的推广和应用可以

5、创造巨大的市场机会和社会价值，但要真正实现这种理想模式却很难，主要原因是：（1）石灰石颗粒要迅速溶解，PH值必须小于4，但PH值小于4时CaCO3的溶解物对SO2几乎不吸收。（2）SO2溶于水生成的H2SO3及被氧化生成的H2SO4，与石灰石颗粒反应后生成的CaSO3和CaSO4会附着在石灰石颗粒的表面，而且越反应堆积越多，使反应很难继续进行下去。（3）CaSO4与CaSO3同为吸收产物，使CaSO4析出且不产生CaSO3是比较困难的。可以说这3个问题是“石灰石法”脱硫的真正的难以愈越的天险，能否解决这3个问题是这个工艺能否达到预定目标及其装置能否稳定运行的关键。四、循环架桥理论既然是天险就应

6、该架起一座桥梁把它愈越过去，经研究发现脱硫脱硝除尘一体化技术具有架桥作用。脱硫脱硝除尘一体化技术，系环保技术领域烟气净化技术。它是通过烟水混合器利用二次喷射原理把烟吸入水中，在均匀溶解器中将烟气和水进行充分地均匀地混合和溶解，从而使烟气中的飞灰和颗粒被水吸湿而沉淀，有害气体溶于水中，利用化学方法清除烟气中的SO2、NOX和粉尘。这种方法是通过附图所示的工作原理图来实现的。它的除尘效率100%；脱硫效率98%；脱销效率90%以上。它的烟气混合器同时又是一台引风机。它适用于燃煤（汽、油）锅炉及各种工业窑炉等的烟气净化技术工程。系统结构简单，成本低，性能价格比高，节能，耐高温，寿命长。图1 工作原理

7、图系统的技术特征简介1）结构简单设备少（如图1）烟水混合器：由水喷管和拉法尔喷管组成，构成二级喷射机构。用于把烟气吸入水中。均匀溶解器：是一种洗烟设备，用于把烟全部溶于弱碱水中，灰尘被水弄湿而变重，有害气体和碱起化学反应生成盐。水泵：动力设备。水池：上水池，沉淀池和下水放气池。2）适合于多种工艺流程（详细见附件）废物丢弃法：适用于各种规格的燃煤（油、气）锅炉；燃煤中含硫量小；采用脱硫脱硝除尘一体化工艺流程。石灰、石灰石作脱硫剂。回收石膏法：适用于各种规格的燃煤（油、气）锅炉，燃煤中含硫量大；石灰作脱硫剂。回收化肥法：气氨、氨水或固体碳酸氢铵作吸收剂。3）防腐措施溶液配置：溶液配置成呈碱性，避免

8、酸存在于溶液中。如图1所示，稀碱溶液连续均匀地加入到上水池循环液中，使其PH值保持在8-9之间，在均匀溶解器中碱溶液中的碱和烟气中的SO2等酸性氧化物反应生成盐。在沉淀池中溶液的PH值保持在7-8之间。溶液保持弱碱性，腐蚀性最小。选择耐酸耐碱材料：不锈钢、陶瓷、耐火材料等耐磨耐酸碱材料。对溶液的PH值自动进行监控监测。4）废物排除系统沉淀池设计成圆形，底部成漏斗形，安装沉淀物收集器使浓度大的浆液集中在漏斗中，用泥浆泵抽出。泥浆中的废水澄清后循环使用。丢弃物用于建筑材料，石膏用于工业，肥料用于农业。五、石膏法工作原理图前级用于干法除尘器（如电除尘器等）除去90%的粉尘，便于回收再用，后级采用脱硫

9、脱硝除尘一体化技术（本方案），除尘效率100%；97%,脱硝效率90%以上，并将SO2转化为石膏。1、石膏法的工艺流程图2、化学反应方程式如下Ca（OH）2+SO2=CaSO3+H2O2CaSO3+O2=2CaSO4CaSO3+1/2H2O=CaSO31/2H20CaSO4+2H2O=CaSO42H2OCaSO31/2H20+O2+2H2O=2CaSO42H2ONO+NO2+H2O+O2=2HNO3Ca（OH）2+2HNO3=Ca（NO3）2+H2O六、回收化肥法（氨-亚硫酸铵法）适用范围燃煤中含硫量大；采用脱硫脱硝除尘一体化，除尘器效率100%；脱销效率90%工艺流程。工艺流程图1、固体碳酸

10、氢铵作为氨源的工艺流程图如下：2、氨水作为氨源的工艺流程图如下：3、脱硫工艺流程说明化学反应方程式如下：2NH4HCO3+SO2=（NH4）2SO3+H2O+2CO2 （A）（NH4）2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3 （B）吸收过程以（B）式为主，而2NH4HSO3在产生过程中只是补入吸收系统使部分2NH4HSO3再生为（NH4）2SO3，以保持循环吸收液碱度（SO2/NH3）基本不变。若烟气中有氧，则（NH4）2SO3+O2/2=（NH4）2SO4。通常烟气中含有少量SO3，则有：NH4HCO3+SO2+H2O=（NH4）2SO4+ NH4HSO3。NH4HSO3呈酸性。需加固体碳

11、酸氢铵中和后，使NH4HSO3转变为（NH4）2SO4；NH4HSO3+ NH4HCO3= NH4HSO3H2O+CO2 （C）（C）式为吸热反应，溶液不经冷却即可降到0左右。由于（NH4）2SO3比NH4HSO3在水中的溶解度大，则溶液中NH4HSO3H2O过饱和结晶析出，将此溶液经离心分离可制得固体亚铁。七、脱销工艺流程说明1、何为脱硝？所谓脱硝，指的是除去烟气中的NOX，NOX主要是NO和NO2组成，而NO含量占90%以上。要除去烟气中的NO和NO2，就必须研究NO和NO2的性质。NO是一种惰性氧化物，它虽然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在0时，一体积水可溶解0.07体积的NO。NO最特

12、殊的化学性质是加合作用，在常温下能与空气中的氧化合，生成红棕色的NO2。NO是不稳定的，和O2相遇，能使O2分裂成氧原子，并和其中的一个氧原子结合成NO2。NO2是红棕色有特殊臭味的气体，在-10左右聚合成N2O4，在120时N2O4全部分解成NO2，温度再高NO2开始分解成NO和O2。NO2是一种强氧化剂，它能把SO2氧化成SO3。NO2溶于水生成硝酸和亚硝酸。NO2的毒性是NO的5倍。NO和NO2是怎样产生的呢？一般情况下N2和O2不发生化合反应。氮氧化合物是在空气中放电时或在高温燃烧过程中产生的，首先生成NO，然后由NO氧化成NO2。在高温燃烧过程中空气中的氮和燃料中的氮化物等不可能燃烧

13、的物质与氧起化学反应，首先形成NO，随后它的一部分在烟道内与氧化合形成NO2,大部分的NO从烟囱中排入大气，并与大气中的氧结合成NO2。而未被氧化成NO2的NO就在大气中与NO2共存下来。在燃烧过程中燃烧气体温度越高，过剩空气越多，形成NO量就越多。即在燃烧效率越高的情况下，NO越容易生成。这种燃烧方式生成的NOX中NO占90%以上，NO2较少。按照常用的燃烧方式。煤的燃烧物中NOX的含量为500-1500ppm。2、湿法脱硝脱硝方法分为干法和湿法两种。干法脱硝效率在80%左右，且成本较高。这里采用湿法脱硝。NO2溶于水生成硝酸和NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO当氧气足够时：4NO2+

14、O2+2H2O=4HNO3NO虽然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。NO难溶于水成为脱硝的难点。但在“脱硫脱硝除尘一体化技术”中有足够的水使NO溶于水中，有关研究表明当水溶液中硝酸含量12%时，NO的溶解度比在纯水中大100倍，即一体积水能溶解7体积的NO。设烟气开始溶于水中时水是纯净，首先是NO2溶于水中生成HNO3，如果NO2在水中不被还原，按照“脱硫脱硝除尘一体化技术”中烟水的比例计算，2小时44分钟后，水溶液中硝酸的含量将为12%左右。因此可以说NO溶于水中是不成问题的。NO和NO2既然都已溶于水中。采用还原法将它们还原成N2气。还原法使用的还原剂为（NH4）2SO3和NH4HSO3，它们

15、正是氨法脱硫工艺中的产物。还原剂就已在溶液中，脱硝就已经在均匀溶解器中悄悄地进行着。因为NOX在烟气中的数量都很小，还原剂（NH4）2SO3和NH4HSO3的数量是足够的。如果NOX的数量不能全部被还原，剩余的部分将变成NH4NO3被留在溶液中和（NH4）2SO4一起被从溶液中分离出来做为化肥。它们化学反应方程式为：2NO+O2=2NO2+27千卡NO+NO2+H2O=4HNO2NO2+2H2O=HNO2+HNO3NH3+HNO3=NH4NO3NH3+HNO2=N2+2H2ONH4OH+HNO3=NH4NO3+H2ONH4OH+HNO2=N2+3H2ONO+NO2+3（NH4）2SO3=N2+

16、3（NH4）2SO4NO+NO2+3NH4HSO3=N2+3NH4HSO44NO2+H2O+3（NH4）2SO3=N2+3（NH4）2SO4+2HNO34NO2+H2O+3NH4HSO3=N2+3NH4HSO4+2HNO3NH4OH+NH4HSO4=（NH4）2SO4H2O3、脱硫脱硝除尘效果1）脱硫率：98%2）脱硝率：90%3）除尘效率：100%八、技术工艺特点（1）造价和运行费用极低，运行管理工作量极少。（2）工艺简单，可实现全程自动化控制。（3）测控参数少（PH值、温度、液位），测控技术成熟。（4）各流程均有成熟技术可借鉴。（5）适合各种规模的电站及工业锅炉。（6）对各种含硫煤（油）具

17、有较好的适应性。（7）对燃烧装置无不良影响，生产工艺、原料来源及产物应用对周边企业无依赖性。（8）有利于烟气余热的吸收和利用。（9）不造成（水体、噪声、粉尘等）二次污染。（10）脱硫脱硝除尘在同一个装置内完成。一次性投资，脱硫率98%，脱硝率90%以上，除尘率100%，均可进行达标排放。（11）运行费用低。比传统脱硫方法降低运行费用50%-80%左右。九、烟气脱硫降低费用目前的烟气脱硫技术存在最大的问题是技术复杂，造价高，运行费用大。一台300MW（30万千瓦）发电机组烟气脱硫，一般采用比较成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫，脱硫效率95%左右，每年减少二氧化硫排放量约1万吨，每脱除1万吨二氧化硫

18、的能力建设投资约11.5亿元，电厂烟气脱硫设施的运行耗电量较大，一年的脱硫剂、用电和人工等运行费在1600万元左右，摊到每度电的脱硫费用约0.03元，而上网电价的脱硫补贴只有0.015元。现时几十吨的锅炉多数用双碱法，近年烧碱（用作烟气脱硫剂）的销售价成倍提高，脱硫运行费用随之大幅度升高。在煤价升幅50%多和竞价上网的双重压力下，加上脱硫补贴缺口大，高成本的脱硫设施能否坚持正常运行面临严峻的考验。我国脱硫产业常常面临脱硫运行成本高，国家补贴的脱硫电价，无法使脱硫装置保本运行，采用本技术后，能使目前脱硫系统因运行成本高而停用的SO2净化设备进行运转，真正实现脱硝运行费用“零”投资，无成本，大幅度

19、降低运行费用，大量节约水资源，节约电厂传统脱硫技术因磨损大、结垢严重、系统复杂、配套设备多、维护工作量大，和脱硫系统因（石灰乳法）脱硫堵塞、结垢、腐蚀、磨损、运行费用高、耗电量大给厂内造成的巨大损失，真正实现节能减排，提高效益，可取消浆液循环泵，取消氧化风机，取消制浆系统，取消石灰石球磨机等，大大节约系统的用电量，本脱硫方法与传统的（石灰乳）脱硫方法相比，脱硫效率98%以上，脱硝效率90%以上，可降低运行费用50%-80%，是脱硫领域的一次创新和一项重大突破，在国内外尚属首创。无论对低硫煤、中硫煤、高硫煤，均能达到与传统（石灰乳）法脱硫相当的效果，实现脱硫系统运行费用零投资，无成本脱硫，脱硫塔排出的吸收液，重复利用，循环脱硫，即节约了大量的水资源，又减少了脱硫系统设备系统管道的堵塞和结垢，省去了传统湿法脱硫工艺中庞大的制浆系统，省去了废液和废水处理设备，整套系统大为简化，设备投资大为降低。十、烟气脱硫技术对比与传统的石灰乳脱硫方法脱硫相比，即解决了用水量大，浪费水资源，系统容易结垢、堵塞等问题，又可解决脱去烟气中SO2的问题，一举两得，脱硫效率97%以上，脱硝效率90%以上，除尘率100%，不需大的投资建设脱硝设备，无成本，大幅度降低运行费用，提高经济效益，真正实现节能减排，循环经济，变废为宝，实现国家可持续发展。