烟气脱硫脱硝的方案

2020/4/8燃煤烟气同时脱硫脱硝技术背景由于大量排放含有SO2、NOx的烟气引起的酸雨等环境问题日益严重，解决二氧化硫和氮氧化物污染刻不容缓。需要低成本、适合我国国情的脱硫脱硝方法。65-95%C2-7%H25%O10%S1-2%N煤的成份SO2NOx燃煤烟气特点气量大、浓度低、成分杂100MW的发电机组，尾气量约为4×105m3(STP)/h常量组分：水4%~6%，O2~5%微量组分：SO2500~4000ppmNOx~500ppm痕量组分：Hg、As等粉尘工业技术情况工业化的SO2/NOx联合脱除工艺是：SO2--湿法石灰石/石膏烟气脱硫(FGD)NOx--氨气选择性催化还原法(SCR)SO2+CaCO3+O2+H2OCaSO4·2H2O+CO24NO+4NH3+O24N2+6H2O脱硫脱硝技术分类固相吸收/再生烟气脱硫脱硝技术气/固催化脱硫脱硝技术高能电子活化氧化技术湿法同时脱硫脱硝技术技术分类1固相吸收/再生烟气脱硫脱硝技术活性炭吸收脱硫脱硝工艺NOxSO工艺（Na2CO3/Al2O3球状颗粒）CuO同时脱硫脱硝工艺活性炭脱硫脱硝工艺在吸收塔内：2SO2+O2+2H2O→2H2SO46NO+4NH3→5N2+6H2O在解吸塔内：2H2SO4→SO3+H2O2SO3+C→2SO2+CO2NOxSO工艺示意图NOxSO工艺•吸收剂：Na2CO3/Al2O3球状颗粒SO2Na2SO3Na2SO4NONO22NaNO3•吸收剂再生：Na2SO4+CH4Na2O+H2S+SO2+CO2+H2O2NaNO3Na2O+NO2+NO+O2技术分类2气/固催化同时脱硫脱硝技术SNRB工艺（脱硫脱硝除尘）DESONOX工艺WSA-SNOX工艺SNRB工艺示意图SNRB工艺高温袋式反应器SO2脱除：钙基或钠基吸收剂以脱除NOx脱除：注入NH3用SCR法粉尘：用高温陶瓷纤维袋式过滤器捕集USDepartmentofEnergy.DOE/FE-0459-2.CleanCoalTechnologyPrograms:CompletedProjects2003.CleanCoalTodayNewsletter.2003，(2)：72DESONOX工艺DESONOX第一层：NOx的SCR催化剂V2O5/TiO24NO+4NH3+O24N2+6H2O2NO2＋4NH3+O23N2+6H2O第二层：SO2氧化催化剂V2O5或贵金属2SO2+O2+2H2O2H2SO4WSA-SNOX工艺示意图技术分类3高能电子活化氧化技术使用物理方法产成高能自由基，氧化SO2，NOx为酸,与氨形成盐,制得硫酸铵,硝酸铵;NONO2HNO3NH4NO3SO2SO3H2SO4(NH4)2SO4湿法脱硫脱硝技术乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化催化剂：[Co(en)2]2+氧化剂：烟气中的O2（氧的浓度2～11%）溶液pH值：7～13填料塔，逆流接触反应操作温度30～80oCNO浓度100～2000ppm（deNOx～90%）SO2浓度500～5000ppm（deSO290%）华东理工大学·肖文德·专利号：01105698.3乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化NO1.NO(g)转化为NO(aq)NO与[Co(en)2]2+反应:NO(g)+[Co(en)2]2++OH-[Co(en)(NO)OH]++en2.NO被氧化NO2[Co(en)(NO)OH]++[O][Co(en)(NO2)OH]+NO(g)NO(aq)NO23.在碱性溶液中，OH-会取代络合物中的NO2：[Co(en)(NO2)OH]++OH-[Co(en)(OH)2]+NO2-+NO3-+H2O2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H2O4.催化剂再生[Co(en)(OH)2]+en[Co(en)2]2++2OH-5.总反应方程式为：2NO+O2+2OH-NO2-+NO3-+H2O总之：[O]将NO氧化NO2在碱性溶液中，NO2NO2-+NO3-en能保持[Co(en)2]2+离子不断循环－－SO2：石灰/石膏法脱除SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O研究趋势技术上：改进FGD和SCR组合工艺，降低操作费用。学术上：除了化学催化的改进，采用物理的、生物的技术。高能电子活化氧化技术液膜法生物法山西煤化所刘振宇等人对于脱硫脱硝，选用的催化剂为：以Al2O3、活性炭(AC)为载体负载各种金属氧化物CuO，V2O5，采用的是SCR法还原NOx路线。华东理工大学肖文德等人，以Al2O3为载体,负载各种金属氧化物NiO、Co3O4的催化剂上，研究氧化NO为NO2的规律；并考察SO2对其的影响。设想多联产能源系统中分离SO2、NOx；用天然气中的CH4、H2等还原SO2，从产物中得到H2S；利用H2S来还原NOx希望实现：H2S+NON2+S+H2O多联产能源系统空气分离气化高温净化空气煤炭石油O2N2,Ar天然气热/电/冷联产IGCCorGCC化工产品液体燃料其他合成气变换反应水蒸汽气体分离热/电/冷联产燃料电池大规模发电埋存干冰化工藻类生长CO2+H2CO2H2商业楼宇住宅强化石油和煤层气开采总结工业上现行的脱硫脱硝工艺乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化NO多联产中脱硫脱硝的设想参考文献和资料1.钟秦，燃煤烟气脱硫脱硝工程实例,北京,化学工业出版社,2002.2.姚强，洁净煤技术,北京,化学工业出版社,2005.3.ZhaoBiying,JiangDe-en.Fuel.2002,81(11):15654.TheNOXSOprocess.AppliedCatalysisB:Environmental.1994，5（1）:N75.SnipOC，WoodsM，KorbeeR，etal.RegenerativeremovalofSO2andNOxfora150MWepowerplantinaninterconnectedfluidizedbedfacility.ChemicalEngineeringScience.1996，51（10）：20216.ZhaoBiying，JiangDe-en，XieYouchang.DispersionofNa2CO3onAl2O3andthethresholdeffectinflue-gasdesulfurization.Fuel.2002，81（11）：15653.BlumrichS，EnglerB.TheDESONOX/REDOX-processforfluegascleaning:AfluegaspurificationprocessforthesimultaneousremovalofNOxandSO2resp.COandUHC.CatalysisToday.1993，17（1）：3014.USDepartmentofEnergy.DOE/NETL-2000/1125.SNOXTMFlueGasCleaningDemonstration:Project:ADOEAssessment.2000.135.USDepartmentofEnergy.DOE/FE-0459-2.CleanCoalTechnologyPrograms:CompletedProjects2003.CleanCoalTodayNewsletter.2003，(2)：726.ChangSG.NovelCatalyticProcessesforAcidGasTreatmentintheNaturalGasIndustryandCoal-firedPowerPlants.ThirteenthU.S.-KoreaJointWorkshoponEnergyandEnvironment.Reno,Nevada.1999.20谢谢！