焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝和脫白技術(shù)改造

戶繼旺 楊建 田蜜

摘要：通過對我國焦?fàn)t煙氣脫硫反硝化技術(shù)現(xiàn)狀的分析，以及我國焦?fàn)t煙氣脫硫反硝化技術(shù)發(fā)展中遇到的瓶頸，提出了在社會(huì)需求突增、國外技術(shù)搶占市場的情況下，在短時(shí)間內(nèi)以較少的資金投入發(fā)展焦?fàn)t煙氣脫硫脫氮技術(shù)的新方法。開發(fā)了符合市場要求、成熟的焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)共同開發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)。希望通過對焦?fàn)t煙氣脫硫與反硝化領(lǐng)域的探索，共同開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)，為我國焦?fàn)t煙氣脫硫與反硝化工程技術(shù)的發(fā)展提供參考。同時(shí)，希望中國積極支持環(huán)保設(shè)計(jì)技術(shù)的共性和平臺(tái)創(chuàng)新，為中國環(huán)保工程技術(shù)的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。操作是有保證的。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝；技術(shù)改造

1 焦?fàn)t煙氣的形成

焦?fàn)t煙氣是焦?fàn)t加熱燃燒的廢氣，是焦?fàn)t加熱煤氣（俗稱返爐煤氣）在焦?fàn)t燃燒產(chǎn)品中，通過焦?fàn)t煙囪排放。一般情況下，焦?fàn)t加熱煤氣主要是焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣，獨(dú)立焦化企業(yè)使用焦?fàn)t煤氣，鋼鐵企業(yè)可以使用高爐煤氣。焦?fàn)t煙氣中二氧化硫的形成部分是由于焦?fàn)t泄漏所產(chǎn)生的含硫物質(zhì)的燃燒，部分是由于含硫物質(zhì)的回流氣體的燃燒。

2 燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)概述

中國作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國，在煤炭生產(chǎn)和應(yīng)用方面非常普遍。然而，隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展和煤炭需求的不斷增加，燃煤煙氣中SO2和NOx的含量不斷增加，對環(huán)境的威脅也越來越嚴(yán)重。近年來，自然環(huán)境對人類發(fā)出越來越頻繁的警告，減少二氧化硫和氮氧化物的排放已成為一項(xiàng)緊迫而嚴(yán)肅的任務(wù)。傳統(tǒng)的脫硫反硝化過程是逐級進(jìn)行的，即不能同時(shí)進(jìn)行脫硫反硝化，存在脫硫反硝化時(shí)間長、工藝復(fù)雜、步驟多、資金消耗大、脫硫反硝化效率低等問題。這些問題的出現(xiàn)使得生產(chǎn)率下降，這既不符合現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，也不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，也遠(yuǎn)非構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的目的。

3 聯(lián)合脫硫脫硝主要技術(shù)

3.1 固體吸附/再生技術(shù)

固體吸附/再生技術(shù)可以達(dá)到同時(shí)脫硫和反硝化的目的。采用固體吸附劑從煙氣中吸收SO2和NOX，然后在再生器中釋放SO2和NOX。該吸附劑可在吸附器中重復(fù)使用，回收的SO2可進(jìn)一步處理，獲得各種有價(jià)值的副產(chǎn)物。如單體硫磺、液體SO2或濃硫酸、NOX等產(chǎn)品，通過向鍋爐內(nèi)噴灑NH3或回收，分解為氮?dú)夂退?。目前，活性炭和CuO吸附/再生技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2 高能輻射化學(xué)技術(shù)

高能輻射脫硫和脫氮技術(shù)主要是利用高能電子影響H_2O，煙氣成分和其他分子產(chǎn)生大量的激發(fā)態(tài)，亞穩(wěn)狀態(tài)，自由粒子和各種離子、電子和光子和其他活性粒子，根據(jù)該生產(chǎn)啊，哦，O_3和其他高度氧化自由基，二氧化硫氧化成SO_3，與此同時(shí)，聯(lián)合國氧氣氧化NO2，SO3和NO2分別在H2O中生成H2SO4和HNO3。硫酸銨、硝酸銨、復(fù)鹽等與之結(jié)合的顆粒與NH3反應(yīng)產(chǎn)生煙道氣。它們被懸浮在煙氣中，然后用靜電除塵器收集和回收，可作為農(nóng)業(yè)肥料和工業(yè)原料。根據(jù)高能電子生產(chǎn)的不同方法，高能輻射脫硫脫氮技術(shù)可分為電子束輻照（EBA）和脈沖電暈等離子體（PPCP）。

3.3 SNRB技術(shù)

SNRB技術(shù)是一種新型的高溫?zé)煔鈨艋に?，能同時(shí)去除SO2、NOX和粉塵。所有的處理都集中在一個(gè)設(shè)備上，即高溫除塵室，從而降低了成本，減少了占地面積。原理是在省煤器后注入鈣基吸收劑去除SO2，將SCR催化劑懸浮在袋式過濾袋中，在氣體進(jìn)入袋式過濾袋前注入NH3去除NOX。袋式過濾器位于省煤器和換熱器之間，確保反應(yīng)溫度。SNRB工藝在選擇性催化劑反硝化前去除二氧化硫和顆粒物，減少催化劑層硫酸銨的堵塞、磨損和中毒。

3.4 氯酸氧化吸收法

建立了氯酸氧化吸收法。首先，SO2和NOx在氧化吸收塔中被氯酸氧化，剩下的酸性氣體被堿性溶液吸收。該方法能達(dá)到95%以上的脫硫效果，不僅該工藝還具有良好的去除有毒重金屬，如汞、Cr、Be、Pb等均能有效去除。但是，這種技術(shù)也會(huì)造成設(shè)備腐蝕，產(chǎn)品不能重復(fù)使用等問題，需要進(jìn)一步研究。

3.5 電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)

電子束氨煙氣脫硫和脫氮（CAEB-EPS）產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，充分挖掘潛在的電子束輻照煙氣脫硫和脫氮技術(shù)，結(jié)合中國的具體國情，具有獨(dú)特的特征的低投資、低操作成本，操作和維護(hù)方便，可靠性高，居國際先進(jìn)水平。CAEB-EPS技術(shù)是一種利用高能電子束（0.8-1 MeV）輻射將二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸銨和硝酸銨的煙氣脫硫反硝化技術(shù)。

3.6 活性炭纖維法（ACFP）煙氣脫硫技術(shù)

活性炭纖維法（Activated Carbon Fiber Process，簡稱ACFP）煙氣脫硫技術(shù)是采用新材料脫硫活性炭纖維催化劑（DSACF）脫除煙氣中SO2并回收利用硫資源生產(chǎn)硫酸或硫酸鹽的 一項(xiàng)新型脫硫技術(shù)。該工藝脫硫率可達(dá)95%以上，單位脫硫劑處理能力比活性炭脫硫能力高出一個(gè)數(shù)量級（GAC處理能力一般為102 Nm3/h），ACF可以達(dá)到104nm3 /h）。由于工藝簡單，設(shè)備少，操作簡單，投資和運(yùn)營成本低，可以消除二氧化硫污染，同時(shí)回收硫磺資源。

3.7 脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫脫硝技術(shù)

將脈沖電源產(chǎn)生的高壓脈沖施加到反應(yīng)器電極上，在反應(yīng)器電極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場。在強(qiáng)電場的作用下，一些煙氣分子被電離。電離電子在強(qiáng)電場的加速度下獲得能量，成為高能電子（5-20eV）。這些高電位電子可以激活、分裂和電離其他煙霧。氣體分子會(huì)產(chǎn)生OH、O、HO2等活性粒子和自由基。在反應(yīng)器中，煙氣中的SO2和NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3和NO2，與煙氣中的H2O相遇形成H2SO4和HNO3。氣溶膠（NH4） 2SO4/NH4NO3是在NH3或其他中和劑存在時(shí)形成的，然后由除塵器收集。

4 發(fā)展與趨勢

煙氣脫硫反硝化的工業(yè)系統(tǒng)大多是連續(xù)的物質(zhì)反應(yīng)和加工過程，主要涉及物質(zhì)-能量流動(dòng)，涉及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理狀態(tài)的變化。連續(xù)性和多變量是它們的顯著特征。其次，新工藝層出不窮，系統(tǒng)變得越來越大，越來越復(fù)雜?，F(xiàn)代研發(fā)工作具有投資大、周期短、風(fēng)險(xiǎn)大、競爭激烈的特點(diǎn)。工藝設(shè)備與生產(chǎn)工藝（即加工材料）緊密結(jié)合，擁有自己獨(dú)特的工藝單元設(shè)備和工程技術(shù)，以及通用機(jī)械設(shè)備。完全不同，它有自己的獨(dú)特性。

5 結(jié)語

綜上所述，國外關(guān)于脫硫反硝化一體化技術(shù)的研究與開發(fā)具有十分重要的意義，涉及到許多過程方法。工業(yè)應(yīng)用不僅要考慮技術(shù)條件，而且要具有經(jīng)濟(jì)競爭力。目前，活性焦炭燃煤煙氣脫硫反硝化技術(shù)在我國的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。為了取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有必要加強(qiáng)這方面的技術(shù)改造工作和工藝方法，以促進(jìn)相關(guān)設(shè)備的盡快產(chǎn)業(yè)化。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：河北旭陽焦化有限公司）