基于煙氣脫硫脫硝工藝的現狀分析

基于煙氣脫硫脫硝工藝的現狀分析

Current situation analysis of flue gas desulfurization and denitrification proces

梁曉健

Liang Xiaojian

                       （臨沂電力學校   山東   臨沂   276000）

       (Linyi Electric Power School   Shandong linyi   276000)

摘要：燃煤后煙氣污染也是非常嚴重的，應將脫硫脫硝技術與現代技術相結合，形成一體化設備。不僅影響脫硫脫硝反應，而且節省設備占地面積，減少煙氣處理時間，節省設備維護費用。本文簡要分析了煙氣脫硫脫硝技術的現狀。

Abstract:The flue gas pollution after coal combustion is also very serious. The desulfurization and denitrification technology should be combined with modern technology to form an integrated equipment. It not only affects the reaction of desulfurization and denitrification, but also saves the area of equipment, reduces the time of flue gas treatment and saves the cost of equipment maintenance. In this paper, the status quo of flue gas desulfurization and denitrification technology is briefly analyzed.

關鍵詞：煙氣脫硫脫硝；一體化；工藝設計

Key word:Flue gas desulfurization and denitrification;Integrated;process planning;

引言

催化裂化（FCC）工藝是煉油工業中的兩種工藝。輕油重油生產和汽油柴油生產的核心技術也是催化裂化工藝。原油中會有一些硫和氮元素，在反應過程中會產生硫和氮氧化物，伴隨著煙氣排放到大氣中，造成環境污染。因此，催化裂化裝置煙氣污染物排放控制一直受到人們的關注。除硫氧化物和氮氧化物外，一氧化碳和固體顆粒物也是催化裂化再生煙氣的污染物。在過去的煙氣污染物控制中，CO的含量CO助燃劑控制，顆粒物的控制主要由耐磨催化劑、再生塔旋風分離器和靜電除塵器控制?，F有催化裂化裝置的硫氮氧化控制主要有三種技術：（1）加氫脫硫脫氮：催化劑材料預處理、蠟油加氧或渣油加氫裝置的建立、原料硫氮含量的降低。（2）硫氮轉移劑或輔助劑。（3）煙氣脫硫脫硝技術。前兩種方法適用于催化裂化再生煙氣中硫、氮氧化物含量低的情況，第三種方法硫、氮氧化物脫除率高，應用范圍廣。本文主要論述了催化裂化煙氣脫硫脫硝技術。

一、煙氣脫硫技術分析

應用煙氣脫硫技術可以有效降低煙氣中二氧化硫的含量。比較常見的煙氣脫硫方法有干法脫硫和濕法脫硫。干法脫硫是利用催化劑和吸收劑去除煙氣中的二氧化硫。不同催化劑和吸附劑的作用也不同。更廣泛使用的吸收劑類型是氧化物和活性炭。雖然干法脫硫是有效的，但由于不能循環利用，吸收成本高。濕法脫硫和干法脫硫都采用的是高校的液體吸收劑。石灰石和海水脫硫是目前濕法脫漏的主要操作方式。因此，我國絕大多數的企業都是用濕法脫硫進行相關操作。其原因是在進行脫硫后產生的殘渣以及氣體可以循環利用，但是設備的成本相對來說比較高。因此，我們要在實踐中不點的摸索經驗，實現相關技術的創新，可以實現高效率的脫硫。防止有害氣體排放到空氣中，影響人們的健康，以及破壞臭氧層。

二、煙氣脫硝技術分析

煙氣脫氮技術是通過物理和化學反應將有毒氣體還原成沒有危害的氣體。避免出現污染空氣環境等問題。（1）煙氣脫氮還原法。選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法是目前煙氣脫氮的主要方式。使用還原劑（如噴氨或尿素和其它氨基還原劑）在反應器中還原煙氣中硝基化合物，讓其轉化成氮和水。這樣的方法是目前煙氣脫硝最常見的方法。其脫硝率為百分之九十。因此在進行煙氣脫硝技術的選擇時，一定要選擇科學有效，污染少的方法進行脫硝。所以，這樣的方法對催化劑的要求都是比較高的。要有一定的耐腐蝕、耐磨、抗硫、活性高、壽命長的特點。選擇性非催化還原法將液氨、尿素等還原劑噴入反應爐。當爐溫在1000℃左右時，與硝基化合物發生選擇性反應，還原劑迅速熱解成氨氣。從而達到去除煙氣中硝化物質的目的。但是這種方法脫硝的效率比較低，不適合使用。因此在企業對煙氣進行脫硝時基本上都是不用這種方法的。會對大氣層造成嚴重的破壞。（2）煙氣脫氮氧化過程。氧化法主要利用臭氧去除煙氣中的硝化物質，將其氧化成易溶于水的氮氧化物。在使用堿進行中和生成硝酸鹽，達到吸收和溶解氮氧化物的目的。在煙氣脫氮氧化過程中，氧化劑臭氧的制備成本高，這種方法不宜大面積使用。

三、煙氣脫硫脫硝一體化技術

1.濕法洗滌脫硫脫硝。煙氣處理后，將煙氣加熱到350~400攝氏度，然后進入選擇性催化還原反應器內是目前國外公司開發的濕法洗滌脫硫脫硝技術的主要工藝流程，可以實現有害的氮化物轉化為沒有危害的氮氣。煙氣中有害的硫化物在水膜冷凝器在中轉化為硫酸，煙氣冷卻至250~360度。實現無污染的排放其硫化物去除率高達98%，氮去除率在95%以上，煙氣中的粉塵等顆粒物基本可以去除。該方法需要消耗氨氣和少量的化學藥劑控制酸霧，具有操作可靠、運行成本低、安全穩定的特點。缺點在于副產濃硫酸的儲運。

2.氧化銅脫硫脫硝。CuO中加入Al2O3作為系統吸收劑。它與流化床吸附器中的逆流煙氣接觸，并向反應器中注入氨。在300~450度高溫下可去除硫化物和氮化物。CuO和CuSO4繼續用作氮化合物的還原劑；通過在450度溫度下加熱和再生催化劑，回收和再利用二氧化硫。

3.干法吸附再生脫硫脫硝。干法吸附再生脫硫反硝化法的吸附劑是γ-Al2O3的載體。制備過程是將γ-Al2O3載體浸在堿或堿鹽中，加熱干燥至無殘留水為止。該方法的工藝流程如下：除塵后的煙氣經流化床吸附器后被煙氣中的硫化物和氮化物吸收。吸附飽和后進入再生器，經高溫空氣分解成氮氧化物。含有氮氧化物的高溫煙氣進入再生器，抑制氮氧化物的形成。同時，通過CO等還原氣體進一步還原分解剩余的Na2SO4，形成二氧化硫，可作為制備硫酸的原料。該工藝的脫氮效率在70%到90%之間，脫硫效率甚至達到97%左右。但是，該工藝消耗大量吸附劑，設備占地面積大，投資增加。

結束語

綜上所述，為了從根本上減少氮氧化物和二氧化硫對大氣的污染，首先要改進燃燒技術抑制的生成技術；其次要處理煙氣中氮氧化物和二氧化硫的演變。在今后煙氣脫硫脫硝工藝的研究過程中，應深化對反應能力和機理的研究，為相關工藝的產業化提供強有力的理論指導。電廠應能發展能耗低、效率高、可操作性強的脫硫脫硝工藝，可根據我國實際情況應用于中小型鍋爐，促進我國電力工業的持續發展。

參考文獻

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        2019年發表于《中國電氣工程學報》