脱硫脱氮

•干湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤含SO2烟气，在吸收过程中水分蒸发，得到颗粒物质，并用除尘器加以回收净化。•适用中低硫煤中小机组(＜200Mw)电站锅炉。•干法脱硫：使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化剂去除废气中的SO2。•优点：流程中无废水、废酸排出，减少了二次污染和能量消耗；•缺点：脱硫效率较低，设备庞大，操作要求高湿法烟气脱硫一、石灰石/石灰-石膏法•利用石灰或石灰石浆液作为洗涤液吸收净化烟道气中的SO2并产生石膏1.方法原理•脱硫过程：吸收、氧化和副产品回收。•吸收过程：•Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O•CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2•CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)2由于烟气中含有氧，有如下副反应发生：OHCaSOOHOOHCaSO242223223212•氧化反应（氧化塔内进行）：•2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O•Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O=CaSO4·2H2O+SO2↑•注意：少量亚硫酸氢钙被氧化放出SO2，进入氧化塔以CaSO3·1/2H2O形式。优点：吸收剂价廉易得；副产物石膏可回收用作建筑材料；缺点：易发生设备结垢堵塞或磨损设备。解决这个问题最有效的办法是在吸收液中加入添加剂2.工艺流程及操作系统组成：原料运输系统；石灰石浆液制备系统；烟气脱硫系统；石膏制备系统；污水处理系统。主要设备①吸收设备•核心设备。•常用：喷淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等。②氧化塔•回转筒转速为500~1000r／min，空气被导入并被撕裂成微细气泡；•加快氧化速度，氧化效率较高，没有料浆堵塞。3.操作影响因素•提高SO2吸收率，减少设备的结垢与堵塞，控制以下主要影响因素：①浆液的pH值•采用消石灰浆液时，PH值控制为5.6~6.2，采用石灰石浆液时，PH值控制在6~8。②吸收温度•低温利于吸收吸收，但使反应速度变慢，综合考虑一般在50~70℃。③石灰石的粒度•粒度越小，比表面积大，反应面积大，提高石灰石的利用率和脱硫率。粒度在200~300目之间。④液气比•优化计算和实验，液气比以15~20L/m3为宜。⑤浆液浓度•浆液浓度过高易产生堵塞、磨损和结垢；但较低时，脱硫率较低，pH值不易控制。浆液浓度一般取10％~15％。⑥烟气流速•逆流喷淋塔适宜的塔内气速—般为2.44~3.66m/s，典型值为3m/s。⑦氧化方式•自然氧化速度慢，强制氧化采用多，鼓入空气。⑧控制吸收液过饱和•防止系统结垢，加入二水硫酸钙CaSO4·2H2O晶种，提供足够的沉积面积，使溶解盐优先沉淀。⑨吸收剂•石灰石比石灰容易制备，价格低廉，石灰石吸收过程中亚硫酸钙氧化速率远大于石灰吸收，应用多。⑩添加剂•防止结垢和堵塞，提高SO2脱除率，常用的添加剂：己二酸、硫酸镁、氯化钙等。•原因：己二酸与石灰或石灰石生成易溶己二酸钙，避免结垢堵塞。实际1t石灰石加入1~5kg己二酸。二、双碱法——碱性硫酸铝-石膏法双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺较好的解决了上述矛盾问题。•双碱法：钠碱双碱法、碱性硫酸铝—石膏法、CAL法等•钠碱双碱法：以Na2C03或NaOH溶液为吸收液，然后再用石灰或石灰石处理吸收液，副产品为石膏•碱性硫酸铝—石膏法：采用碱性硫酸铝溶液作为吸收剂吸收SO2，吸收S02后的吸收液经过氧化后用石灰石再生，再生过的碱性硫酸铝溶液循环使用，主要产物为石膏•CAL法：为解决石灰—石膏法的结垢和堵塞问题，吸收液采用添加消石灰或生石灰的30％的氯化钙水溶液钠碱双碱法：•以Na2C03或NaOH溶液作为第一碱吸收烟气中的SO2•再用石灰石或石灰作为第二碱处理吸收液•副反应•再生反应•用石灰石再生•氧化生成石膏碱性硫酸铝—石膏法（1）反应原理①吸收剂的制备：粉末硫酸铝溶于水，添加石灰石或石灰粉中和，沉淀出石膏即得碱式硫酸铝。②吸收：吸收塔中，碱式硫酸铝溶液吸收S02生成A12(SO4)3·AL2(S03)3。③氧化：在氧化塔，利用压缩空气将A12(SO4)3·AL2(S03)3氧化成A12(SO4)3。④中和：在中和槽，加入石灰石，再生出碱式硫酸铝吸收剂，沉淀出石膏。（2）影响因素•①吸收液碱度：吸收液碱度愈高，吸收效率也愈高，碱度控制在20％～30％，中和后的吸收剂碱度控制为25％～35％。•②操作液气比：工业生产中，吸收段液气比值控制为10L／m3，增湿段则为3L／m3。•③催化剂：为减少操作的液气比，一般使用MnSO4作催化剂，用量为0.2～0.4g/L，由于消耗，加入量为1～2g/L。与石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法原则上有以下优点：（1）用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；（2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率；（3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上；（4）可提高石灰的利用率。缺点是：Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。三、氨吸收法•氨法：用氨水或铵盐洗涤烟气脱除SO2，获取(NH4)2SO3或(NH4)2SO4。•优点：反应速度快，吸收效率高，不易结垢堵塞。•成熟方法：氨―酸法、氨―亚硫酸铵法和氨―硫铵法。•氨-酸法：吸收SO2后的吸收液用酸分解的方法。•酸解用酸：硫酸、硝酸和磷酸等，分解产物不同。•优点：应用开始于1930s，工艺成熟、方法可靠、设备简单、操作方便等。•广泛用于硫酸生产的尾气治理。1．基本原理•氨—酸法脱硫工艺由吸收、分解、中和三步：•吸收：SO2在吸收塔内与氨水反应生成(NH4)2SO3，再与SO2反应生成NH4HSO3，不再有吸收SO2功能。•氨量少，第一个反应；氨量多，第二个反应•第三个反应是真正的吸收反应•不断补充NH3生成(NH4)2SO3。•氨法吸收是通过(NH4)2SO3NH4HSO3的不断循环来吸收SO2•分解：吸收液达到一定浓度时，抽出部分送至分解工序，加入浓硫酸使(NH4)2SO3、NH4HSO3分解出SO2，回收SO2制酸或制成液体SO2。•中和：分解工序加入的过量的酸用氨中和，制取硫酸氨，做化肥使用。四、海水脱硫技术•海水烟气脱硫：利用海水的天然碱度来脱除烟气中的S02。•工艺类别：纯海水工艺和海水中加石灰工艺。（1）反应原理①吸收：烟气中的S02被海水吸收变为液相中的亚硫酸盐。SO2+H2O=H2SO3H2SO3=H++HSO3-②氧化：对含亚硫酸盐海水曝气发生氧化反应，生成硫酸盐。•2HSO3-+O2=2SO42-+2H+•H++HCO3-=H2O+CO2↑•曝气作用：提供消耗的氧和驱除过量的CO2。•系统组成：①海水输送系统；②烟气系统；③SO2吸收系统；④海水水质恢复系统。•优点：工艺简单，运行可靠；无磨损、结垢、堵塞问题；不加脱硫剂，无废水处理；脱硫率达90%；投资省，运行费用低，占电厂投资的7%～8%。海水脱硫对海洋的影响从表中看出，海水脱硫后经过恢复系统处理，其水质与脱硫装置进口处的海水水质基本相同。排水中有微量的未氧化的SO2使COD略有增加，经过曝气氧化和稀释，其增量很小。2mg／l的悬浮物增量反映的是采用电除尘器除尘时未除去的粉煤灰，经海水脱硫洗涤下来的，其中有微量重金属溶解，但实验表明，其溶解量远远小于最严格的水质标准。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水脱硫工艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫。近几年，海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。半干法烟气脱硫技术•半干法烟气脱硫：利用烟气显热蒸发吸收液中的水分，最后脱硫产物呈干态。•常见方法：旋转喷雾干燥法、炉内喷钙—炉后增湿活化法、循环流化床烟气脱硫技术和增湿灰循环脱硫技术等。一、旋转喷雾干燥法•旋转喷雾干燥法：用碱性吸收剂悬浮液或溶液通过高速旋转雾化器雾化成细小雾滴喷入吸收塔，与热烟气接触，水蒸气和碱性吸收液在干湿两种状态下同S02反应，干燥产物用除尘器除去。•特点：设备和操作简单，能耗较低，湿法工艺的1／2～1／3，投资及运行费用较低，脱硫率80％～85％.•吸收剂消耗大、利用率不高，对高硫煤不经济。（1）反应原理•烟气中S02被雾化吸收剂浆液吸收，反应同时，水分被高温烟气干燥，生成物呈粉状干料，游离水分小于2％。除尘器进行气固分离，即烟气脱硫。•主要步骤：•①生石灰消化；•②S02被灰浆液滴吸收；•③吸收的S02与脱硫剂反应；•④液滴中CaSO3过饱和结晶析出；•⑤部分CaSO3(液)被溶于液滴中的氧所氧化；•⑥CaSO4饱和结晶析出。（2）工艺流程•主要步骤：脱硫浆液制备、脱硫浆液雾化、雾滴与烟气接触、S02吸收和水分蒸发、灰渣循环与排除。（3）影响因素•雾滴粒径–吸收剂通过雾化作用，形成大量的小液滴增加了表面积，提高传质速度，减小反应时间；液滴过细，干燥速度太快，脱硫率难以提高•接触时间:充分接触有利于脱硫•Ca／S增大而增大，通常大于1二、炉内喷钙—炉后增湿活化脱硫技术（1）反应原理•磨细到325目左右的石灰石粉用气流输送方法喷射到炉膛上部温度为900～1250℃的区域，CaCO3立即分解并与烟气中的S02和少量的S03反应生成CaSO4。•CaCO3→CaO+CO2（高温）•CaO+SO2→CaSO3•CaSO3+1/2O2→CaSO4•在活化器内炉膛中末反应的CaO与喷入的水反应生成Ca(OH)2，S02与生成的Ca(OH)2快速反应生成CaSO3，部分被氧化成CaSO4。干法烟气脱硫•吸附法脱除SO2：用活性固体吸附剂吸附烟气中的SO2，然后再用一定的方法把吸附的SO2释放出来，使吸附剂再生供循环使用。（1）反应原理•吸附：活性炭吸附烟气中SO2，氧气和水蒸气存在，化学吸附更明显。•活性炭表面具有催化作用，使烟气中SO2氧化成SO3，再和水蒸气反应生成硫酸。•水洗再生:用水洗出活性炭微孔中的硫酸。•加热再生:炭与硫酸反应，硫酸被还原为SO2。（2）工艺流程①水洗再生法：德国鲁奇活性炭制酸法采用卧式固定床吸附流程。②加热再生法：活性炭移动床吸附脱除烟气中的SO2工艺流程。（3）影响因素①温度：活性炭吸附S02，物理吸附及化学吸附随着温度升高，吸附量下降。②氧和水分：氧和水分导致化学吸附，使总吸附量大大增加，当含量高于5%效率提高明显。③吸附时间：吸附增量随吸附时间的增加而减少。硫酸生成量30%是分界。•NOx主要来自燃料燃烧，如火力电厂煤燃烧产生的烟气、汽车尾气等。约占90％。•化学工业中如硝酸、氮肥等生产过程因还原分解均排放出不同数量的NOx。•烟气脱氮：脱除烟气中的NOx。一、液体吸收法•吸收液：水或酸、碱、盐的水溶液。•特点：吸收剂种类较多，来源广，适应性强，能以硝酸盐等形式回收废气中NOx达到综合利用的目的。广泛应用。•分类：水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、氧化—吸收法、还原—吸收法和络合吸收法。按吸收剂种类不同分为以下几种：1、水吸收法化学反应式：OHNOHNOHNOHNOHNOOHNO2322322232主不稳定因为NO水溶解度小，所以该法吸收效率不高，尤其