燃煤煙氣脫硫脫氮一體化工藝及技術(shù)研究.pdf

1、石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝，在可預(yù)見的將來，典型的石灰石一石膏法仍將占據(jù)主要地位。而隨著國家《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的提高和《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》的實(shí)施，對氮氧化物的控制，必將提高到新的地位，因此，對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑焓怪瑫r具有脫氮能力，是今后脫氮技術(shù)研究的一個重點(diǎn)。加入添加劑后，使石灰石．石膏濕法煙氣脫硫工藝同時具有脫氮能力，是本研究的重點(diǎn)內(nèi)容。這既是國內(nèi)外領(lǐng)先

2、的研究內(nèi)容，也是中國國電集團(tuán)公司下達(dá)國電環(huán)境保護(hù)研究院的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。本研究的全部試驗(yàn)研究在該研究院完成。 研究從以下幾個方面展開： 1、收集和消化國外最新的脫氮技術(shù)和工藝，掌握世界上最新的脫氮技術(shù)：調(diào)研國內(nèi)最新脫氮技術(shù)的研究內(nèi)容和手段，摸清國內(nèi)的脫氮現(xiàn)狀；針對國內(nèi)外的脫氮研究現(xiàn)狀，制定適合我國火電廠現(xiàn)狀的脫氮技術(shù)的研究重點(diǎn)和思路。 2、通過小試，對數(shù)種添加劑進(jìn)行初步篩選，得出尿素在脫氮過程中有著非常明顯的

3、作用。以此作為添加劑具有價廉、易得的優(yōu)點(diǎn)，故將之定為進(jìn)一步小試的添加劑。在進(jìn)一步小試中，對吸收反應(yīng)的pH值、吸收反應(yīng)氣液接觸時間、吸收反應(yīng)溫度、煙氣中NOx的氧化度以及添加劑的加入量等因素進(jìn)行優(yōu)化，找出最佳的工藝條件，為下一階段的中試打下基礎(chǔ)。 3、中試所使用的設(shè)備是國電環(huán)境保護(hù)研究院的簡易濕法脫硫工藝試驗(yàn)裝置，將該系統(tǒng)改造后用于脫硫脫氮一體化工藝試驗(yàn)。研究過程中，探索了尿素添加劑在濕法煙氣脫硫脫氮吸收反應(yīng)中的作用、特性、反應(yīng)

4、速率、反應(yīng)機(jī)理以及各種工藝條件對脫硫脫氮效率的影響。結(jié)果表明：在簡易濕法石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)的石灰石漿液中添加尿素后，其有著較好的脫氮能力。 在簡易濕法石灰石-石膏煙氣同時脫硫脫氮工藝試驗(yàn)臺上運(yùn)用尿素作添加劑，按小試得出的最佳工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)，煙氣中SO<,2>的脫除效率達(dá)到90﹪以上，NOx的脫除效率可達(dá)到50﹪以上。 4、在確認(rèn)尿素具備脫氮能力后，又從熱力學(xué)上對尿素作添加劑濕法煙氣同時脫硫氮吸收反應(yīng)的可行性和

5、限度進(jìn)行分析計算，結(jié)果表明：該吸收反應(yīng)不僅是可行的，而且在通常情況下，有著非常高的脫氮效率。 5、通過對反應(yīng)產(chǎn)物的分析可知，如果排漿后的濃吸收液不進(jìn)行強(qiáng)制氧化，反應(yīng)后吸收液中含有大量的亞硫酸鹽，這樣生成的石膏副產(chǎn)品將無法使用。但通過曝氣氧化處理后，有90﹪以上的亞硫酸根轉(zhuǎn)化為硫酸根。經(jīng)脫水分離，副產(chǎn)品石膏中的半水亞硫酸鈣的含量非常低，對石膏的正常應(yīng)用無任何影響?；瘜W(xué)分析還表明，添加尿素后，添加劑對原工藝系統(tǒng)和副產(chǎn)品的影響皆可忽

6、略。 6、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析表明：尿素作添加劑濕法煙氣同時脫硫脫氮工藝具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、對原有的WFGD系統(tǒng)無不良影響，有著廣闊的應(yīng)用前景，其應(yīng)用將會產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，與同時投產(chǎn)WFGD和SCR系統(tǒng)相比，可節(jié)約大量的資金。 7、通過對SO<,2>和NOx吸收過程的分析可知，在尿素作添加劑石灰石．石膏濕法煙氣同時脫硫脫氮工藝中，SO<,2>在石灰石漿液中的吸收是伴有快速化學(xué)反應(yīng)的吸收，其速率由氣膜控制，NOx在石灰石

7、漿液中的吸收是液相中伴有慢速化學(xué)反應(yīng)的吸收，其速率由氣膜和液膜共同控制；在前人工作的基礎(chǔ)上，還提出了模型的假設(shè)條件；根據(jù)雙膜理論，求出了SO<,2>和NO<,x>的質(zhì)量傳遞速率，從而推導(dǎo)出脫硫脫氮反應(yīng)的效率方程，最后確定了方程中的相關(guān)參數(shù)。綜上所述，本研究是國內(nèi)外首次將尿素溶液添加到石灰石漿液中，開創(chuàng)了濕法脫硫脫氮一體化的新思路。尿素作添加劑濕法石灰石．石膏煙氣脫硫脫氮一體化工藝不僅不影響原有wFGD系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，而且在投入相當(dāng)小的前