低溫?zé)煔饷摿蛎撓醭币惑w化工藝分析

陳紅芳 董福美 趙波

摘 要：隨著人們生活水平的提高，對環(huán)境的要求也越來越高，所以對煙氣的脫硫脫硝除氨提出了很高的要求。為了提高煙氣處理效率，人們應(yīng)采用一體化工藝。本文就低溫?zé)煔饷摿蛎撓醭币惑w化工藝展開探討。

關(guān)鍵詞：低溫?zé)煔?脫硫脫硝除氨;一體化工藝

0 引言

聯(lián)合脫硫脫硝和同時(shí)脫硫脫硝又稱為脫硫脫硝一體化技術(shù)，是國內(nèi)外學(xué)者針對目前現(xiàn)有的脫硫和脫硝技術(shù)中存在的不足，而提出的優(yōu)化技術(shù)。一體化技術(shù)是將脫硫脫硝技術(shù)融合為一套工藝中，具有設(shè)備、投資成本低，廢物排放量小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的優(yōu)勢，是目前國內(nèi)外煙氣凈化技術(shù)的研究重點(diǎn)。

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1.1 脫硫工藝

當(dāng)前，脫硫工藝可以分為三種類型，即干法脫硫、濕法脫硫和生物脫硫，這三種脫硫工藝的應(yīng)用方式有很大不同。干法脫硫是指應(yīng)用能夠吸附硫氧化物的介質(zhì)達(dá)到對煙氣的脫硫效果，常用的為NID技術(shù)和CFB技術(shù)。NID技術(shù)的原理為直接投入高質(zhì)量的消石灰，實(shí)現(xiàn)對煙氣中SOx的有效吸附。CFB技術(shù)的原理為應(yīng)用吸附劑直接對SOx進(jìn)行吸附，生成固體產(chǎn)物[1]。濕法脫硫技術(shù)是指將預(yù)處理后的煙氣導(dǎo)入能夠吸收硫氧化物的水體中，利用石膏或者石灰水達(dá)到脫硫效果。

1.2 脫硝技術(shù)

現(xiàn)階段，脫硝工藝類型較多，常用的有三種。（1）SCR脫硝技術(shù)。SCR脫硝技術(shù)的脫硝率高達(dá)90%，是當(dāng)前應(yīng)用最廣的最為成熟的煙氣脫硝技術(shù)。其工藝原理為利用SCR這種選擇性催化劑使NH3或尿素等還原劑與NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生N2和H2O。該技術(shù)操作簡單但具有催化劑價(jià)格高、還原劑的消耗快、氨具有腐蝕性、氨容易泄露等問題。（2）SNCR脫硝技術(shù)。SNCR脫硝技術(shù)是指沒有催化劑的作用，依靠鍋爐的高溫，使含有NHx的還原劑反應(yīng)生成為NH3，NH3與NOX進(jìn)一步反應(yīng)，還原為N2和H2O。這種技術(shù)具有成本低、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)。但其脫硝率明顯低于SCR技術(shù)，僅有30%左右的脫銷率，可用于老鍋爐的改造或是對脫硝率要求不高的機(jī)組。（3）SNCR-SCR技術(shù)。聯(lián)合脫硝技術(shù)是SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)的聯(lián)合使用，其原理為利用高溫使還原劑與煙氣中的部分NOX發(fā)生還原反應(yīng)，接著將未反應(yīng)的還原劑和NOX投入SCR反應(yīng)器中以進(jìn)行催化反應(yīng)。聯(lián)合脫硝技術(shù)可以發(fā)揮SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)這兩種技術(shù)的優(yōu)勢，既可以保障脫硝率，又能節(jié)省催化劑等材料成本，是目前我國火電廠優(yōu)化煙氣脫硫脫硝技術(shù)的主要發(fā)展方向。

1.3 除氨工藝

當(dāng)前，煙氣中的氨氣來源主要為脫硫時(shí)應(yīng)用的氨水，人們需要對氨氣輸入量進(jìn)行控制，在保證脫硫效果的基礎(chǔ)上，防止煙氣中存在過多的氨氣。通常，人們會應(yīng)用氨氣檢測設(shè)備對煙氣中的氨氣濃度進(jìn)行探測，實(shí)現(xiàn)對氨氣輸入系統(tǒng)的有效控制。

2 實(shí)現(xiàn)火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)節(jié)能環(huán)保的策略

在中國的許多地區(qū)，電廠主要是根據(jù)火力來發(fā)電。事實(shí)上，熱能和電能的轉(zhuǎn)化是通過煤資源的消耗來完成。由于新能源的發(fā)展有一定的困難，在工業(yè)化的不斷進(jìn)步的背景下，發(fā)電仍主要用于火電廠。通過對火電廠脫硫脫硝的當(dāng)前狀態(tài)的詳細(xì)分析，我們了解到，火電廠在發(fā)電的過程中產(chǎn)生的煙霧里面仍有大量的有害物質(zhì)產(chǎn)生，為了改善環(huán)境，消除中的有毒物質(zhì)，相關(guān)人員需要根據(jù)火電廠的運(yùn)行和火電廠的規(guī)模整合的脫硫脫硝一體化技術(shù)。一方面，為了提高其節(jié)能和環(huán)保效果，利用脫硫脫硝一體化技術(shù)，火電廠管理者需要加強(qiáng)技術(shù)的二次污染的控制，使之能確保由本身排出的煙道氣不含有硫化物和氮化物，也保證不含有其他有害物質(zhì)。在另一方面，在使用脫硫脫硝一體化技術(shù)的過程中，還需要積極研究相關(guān)副產(chǎn)品，使我國的火電廠能滿足合理的節(jié)能和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以及資源利用的條件。

3 低溫?zé)煔饷摿蛎撓鮽饕惑w化工藝的設(shè)計(jì)流程

在具體設(shè)計(jì)中，人們需要合理應(yīng)用這些工藝，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。具體設(shè)計(jì)流程如下。（1）CFB系統(tǒng)建設(shè)。當(dāng)前，CFB系統(tǒng)應(yīng)用的工藝體系為CFB-FGD體系。在一體化工藝的設(shè)計(jì)過程中，需要消除其中的除塵系統(tǒng)，將該區(qū)域與SCR系統(tǒng)進(jìn)行銜接。需要注意的是，應(yīng)用時(shí)需要保證被處理煙氣能夠與硫氧化物的吸附物質(zhì)充分接觸。人們可以在該設(shè)備的終端設(shè)置低速引風(fēng)機(jī)，保證煙氣被有效吸引及其運(yùn)動速度滿足相關(guān)要求。（2）氨氣發(fā)生系統(tǒng)建設(shè)。氨氣產(chǎn)生系統(tǒng)的主體設(shè)備為氨水儲罐，本文提出的構(gòu)想為，在儲罐中加入發(fā)熱裝置，對氨水進(jìn)行加入處理，為脫硝系統(tǒng)提供氨氣供應(yīng)。氨氣產(chǎn)生后需要經(jīng)過干燥系統(tǒng)。將氨氣進(jìn)行干燥后，應(yīng)用管道將氨氣輸入到待處理的煙氣中。為了提高氨氣與待處理煙氣的混合效果，本文設(shè)計(jì)的煙氣引氣裝置為一種螺旋槳式結(jié)構(gòu)，同時(shí)引導(dǎo)經(jīng)過脫硫處理的煙氣和經(jīng)過干燥的氨氣，并在螺旋槳的作用下提高融合程度，為脫硝過程奠定基礎(chǔ)。（3）固體除雜系統(tǒng)建設(shè)。對于固體除雜系統(tǒng)來說，獲取的氣體必須符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)并穿越設(shè)備中的濾層。通常，煙氣處理系統(tǒng)中的引氣裝置不足以支撐固體雜質(zhì)的過濾，所以該系統(tǒng)需要設(shè)置專用的引氣裝置提高引氣效率。筆者認(rèn)為，可以在除雜裝置前設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，提高處理后煙氣在除雜設(shè)備中的流動速度，以滿足整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行要求。（4）SCR系統(tǒng)建設(shè)。應(yīng)用SCR工藝時(shí)需要保持煙氣溫度在110～450℃，所以要對煙氣加熱。當(dāng)前，人們已經(jīng)開發(fā)出多種煙氣加熱技術(shù)，要加以合理應(yīng)用。但是，煙氣脫硫會產(chǎn)生較多熱量，傳統(tǒng)脫硫工藝會應(yīng)用循環(huán)水管對生成的煙氣進(jìn)行降溫處理，所以后續(xù)優(yōu)化可以對反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量和煙氣余熱進(jìn)行合理應(yīng)用。

4 結(jié)語

當(dāng)火電廠煙氣脫硫脫硝后處理過程中，應(yīng)用脫硫脫硝一體化技術(shù)可以有效地提高脫硫脫硝的效果，從而促進(jìn)環(huán)保工作的開展。同時(shí)，脫硫脫硝處理后的一些副產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)化地合理利用，可以大大提高資源的利用效率，有效地節(jié)約成本投入，可以新減少能源消耗，這樣不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，又能減少二次污染的可能性。煙氣脫硫脫硝集成技術(shù)具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]韓冰.火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫硝技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018，（23）：170-171.

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