煙氣循環流化床同時脫硫脫硝技術研究

王飛 李興強

（青島華拓電力設計有限公司 山東青島 266031）

近年來，煙氣循環流化床脫硫技術發展迅速，由于同濕法脫硫工藝相比，此項技術無論在投資方面還是在運行費用方面，均具有較大的優勢，故在世界范圍內得以廣泛應用。隨著大型煙氣循環流化床脫硫裝置的生產和引進，流化床的脫硫工作取得了較好的進展，但此項工藝尚不具備同時脫硝的能力，這使得此技術的應用前景收到了較大的局限，因此，本文則著重對煙氣循環流化床的同時脫硫脫硝技術展開研究，以期為拓寬此項技術的應用領域提供有價值的參考意見。

1 實驗研究

1.1 同時脫硫脫硝實驗

將流化床反應器設定在一個內經3000mm、高5000mm的垂直圓筒當中，在主體上設置溫度測點，在實驗過程中，應用SO2、NO以及H2O和空氣的混合氣體對實際的煙氣進行模擬，在對其進行加熱后，送入流化床反應器，將引風機作為動力來源，整個系統在負壓下運行利用螺旋式給料機將高活性吸收劑添加至反應器中，通過對加料斗中的加料口的開度進行調節，從而調整吸收劑的供給量。旋風除塵器收集經由反應器反應后而派出的固體物料，而后，固體物料經由回料腿返回至煙氣流化床參與循環。需要說明的是，在實驗時，由高壓水泵產生的零劃水滴主要從流化床的底部進入，從而對煙氣的濕度進行調節，而反應系統中進出的SO2與NO的濃度，則主要由煙氣分析儀進行測定[1]。

1.2 制備氧化劑高活性吸收劑

氧化性、高活性吸收劑的制備方法如下：將重量比為3∶1的粉煤灰和工業石灰計入水混合消化，溫度控制在90℃左右，在經過6h的消化后烘干，向其中加入少量具有較強氧化性的錳鹽粉末,即M添加劑，在攪拌后，令其均勻分散在吸收劑的表面，并形成氧化點，最終，制得同時脫硫脫硝的氧化性、高活性吸收劑。

1.3 脫除效率確定與產物分析

通過對反應系統中煙氣進出口的NO和SO2濃度進行測定，進而確定脫除效率。借助電子顯微鏡對粉煤灰以及高氧化性、高活性吸收劑與反應后的高氧化性、高活性吸收劑之間的卻別進行觀察和分析，利用X射線能譜儀對表面成分分析，并以化學方法對脫硫、硝的相關產物進行分析，借助鋅粉還原法對產物中硝酸鹽的含量進行測定[2]。

1.4 反應器固體顆粒物濃度

反應器固體顆粒物的濃度的單位為kg·m-3，主要用來表示流化床脫硫、脫硝的具體效果，其計算公式為：反應器中顆粒物的質量與反應器的體積之比。

2 實驗結果分析

2.1M添加劑含量對流化床脫硫脫硝的影響

實驗結果表明，錳鹽粉末,即M添加劑的添加多少以及是否添加并不能夠對流化床脫硫的效果產生過多影響，但卻能夠顯著影響NO的脫除效果，具體影響表現為：當M添加劑的含量較低時，煙氣循環流化床的脫硝效率升高，而M添加劑含量達到1.6%時，流化床脫硝效率達到轉折點，而后，隨著M添加劑量的逐漸增加，脫硝效率的增長也趨于平緩，導致此結果的原因為，以錳鹽為主要成分的M添加劑在制備過程中，高度分散到活性吸收劑表面，從而增加了“氧化點”的數量，而當添加劑含量較低時候，整個脫硝過程實際上是由NO向NO2轉化的過程，由于“氧化點”隨著含量的升高而增多[3]。因此，NO的轉化率也出現大幅提升，由此表現出良好的脫硝效果；而當添加劑含量繼續升高至1.6%時，附著于吸收劑表面的“氧化點”接近飽和，故此時，繼續增加添加劑含量，流化床的脫硝效率雖有增長，但卻不如先前明顯。

2.2 煙氣停留時間對流化床脫硫脫硝的影響

在煙氣的停留時間方面，隨著其停留時間的延長，流化床同時脫硫、脫硝的效率也呈現出逐漸增加的變化趨勢，與脫硫效果相比，其脫硝效率隨煙氣停留時間的變化更為明顯，導致此結果的原因在于，煙氣在反應器中的長時間停留，使得其與高活性吸收劑之間的接觸更加充分，由此提高了流化床脫硫脫硝的效率，而對于NO而言，因其自身是難溶于水的，且無法被吸收劑吸收，只有將其轉化為同類的高價化合物，即NO2方能夠達到脫硝的目的。當煙氣的停留時間較長時，較多的NO發生氧化作用而轉化為NO2，從而被吸收劑吸收，以達到良好的脫硝效果。但值得注意的是，若煙氣的停留時間過長，則需要增加反應器的容量，從而影響技術的經濟性，故將煙氣的最佳停留時間確定為2.4s。

3 結語

本文以煙氣循環流化床同時脫硫脫硝技術作為主要研究對象，以實驗的方式對對流化床同時脫硫脫硝實驗做出詳細探究，研究結果表明，M添加劑含量對煙氣循環流化床的脫硫效率并無影響，而對其脫硝效率卻具有顯著影響，且隨著添加劑含量的降低，脫硝效率上升幅度和速度較大，當添加劑含量為1.6%時，脫硝效率達到最高；而煙氣停留時間越長，則流化床脫硫脫硝的效果越好。可見，未來加強對煙氣循環流化床同時脫硫脫硝技術的研究和應用力度，對于提高脫硫、脫硝效率和工業生產效率具有重要的現實意義。

[1]葛能強.煙氣循環流化床一體化脫硫、脫硝技術[J].江蘇電機工程，2006，03（12）：64-66.

[2]韓穎慧.基于多元復合活性吸收劑的煙氣CFB同時脫硫脫硝研究[D].北京：華北電力大學，2012.

[3]殷旭.液相添加劑半干法同時脫硫脫硝實驗研究[D].北京：華北電力大學，2012.