濕法脫硫中的石灰石-石膏法是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫技術(shù)之一,尤其在燃煤電廠和大型工業(yè)鍋爐中。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
效率可達(dá)95%以上,甚至可超過(guò)99%,能夠滿足嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如SO?濃度低于35mg/m3)。
適用于高硫煤(硫含量>3%)的煙氣處理,適應(yīng)性廣。
工業(yè)化應(yīng)用超過(guò)50年,工藝路線完善,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富。
系統(tǒng)穩(wěn)定性高,故障率低,適合大規(guī)模連續(xù)運(yùn)行。
石灰石(CaCO?)儲(chǔ)量豐富,價(jià)格低廉,是經(jīng)濟(jì)性最佳的脫硫吸收劑。
副產(chǎn)物石膏(CaSO?·2H?O)可資源化利用(如建材原料),抵消部分運(yùn)行成本。
可處理煙氣量范圍大(從10萬(wàn)m3/h到數(shù)百萬(wàn)m3/h)。
對(duì)負(fù)荷波動(dòng)和煤種變化的耐受性較好,通過(guò)調(diào)整pH值、液氣比等參數(shù)可快速響應(yīng)。
在脫硫的同時(shí),可協(xié)同去除煙氣中的?顆粒物(粉塵)、HF、HCl?等污染物。
部分重金屬(如汞)也能被吸收,實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同控制。
采用DCS(分散控制系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化控制,減少人工干預(yù)。
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)(如漿液pH、氧化風(fēng)量)。
生成的石膏純度較高(≥90%),可用于生產(chǎn)建材(石膏板、水泥緩凝劑等)。
若品質(zhì)達(dá)標(biāo),可形成經(jīng)濟(jì)效益,減少固體廢棄物處置壓力。
廢水經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放,閉環(huán)設(shè)計(jì)減少二次污染。
與其他環(huán)保設(shè)施(如SCR脫硝、電除塵)兼容性好,易于集成到現(xiàn)有系統(tǒng)。
雖然初期投資較高(約占電廠總投資的10-15%),但運(yùn)行成本低(約0.3-0.5分/度電),壽命周期內(nèi)綜合成本優(yōu)勢(shì)明顯。
能耗較高:循環(huán)泵和氧化風(fēng)機(jī)耗電量大(約占廠用電的1-2%)。
設(shè)備腐蝕與結(jié)垢:需采用防腐材料(如玻璃鱗片、合金)和定期維護(hù)。
廢水處理:含重金屬和氯離子的廢水需專門處理。
石灰石-石膏法因其高效、經(jīng)濟(jì)、成熟的特點(diǎn),成為當(dāng)前燃煤煙氣脫硫的主流技術(shù),尤其適用于大型排放源。隨著工藝優(yōu)化(如雙循環(huán)技術(shù)、添加劑使用),其優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯,在環(huán)保要求趨嚴(yán)的背景下仍具長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。
垃圾焚燒過(guò)程中的脫硝(主要去除氮氧化物NOx)是煙氣處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需綜合考慮技術(shù)選擇、運(yùn)行參數(shù)和環(huán)保要求。以下是需要注意的關(guān)鍵細(xì)節(jié):
SNCR(選擇性非催化還原)
溫度窗口:需嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度(通常850~1100℃),垃圾焚燒爐的爐膛溫度波動(dòng)可能影響脫硝效率。
氨逃逸:過(guò)量噴入還原劑(尿素或氨水)可能導(dǎo)致未反應(yīng)的氨逃逸,需優(yōu)化噴射點(diǎn)位和劑量。
適合場(chǎng)景:適用于中小型焚燒廠,成本較低但效率較低(約30~50%)。
SCR(選擇性催化還原)
催化劑選擇:常用釩鎢鈦催化劑,但垃圾煙氣中的重金屬(如Pb、As)、粉塵和酸性氣體(SO2、HCl)易導(dǎo)致催化劑中毒。
溫度匹配:中溫SCR(180~300℃)需避免煙氣再熱能耗過(guò)高;低溫SCR(<180℃)需解決催化劑活性問(wèn)題。
適合場(chǎng)景:高效(脫硝率>80%),但投資和運(yùn)維成本高,需前置除塵、脫酸等工藝保護(hù)催化劑。
組合工藝:SNCR+SCR聯(lián)合可平衡效率與成本,需注意系統(tǒng)協(xié)同控制。
成分復(fù)雜性:垃圾焚燒煙氣含高濃度粉塵、酸性氣體(HCl、SO2)、重金屬及二噁英,可能堵塞催化劑或引發(fā)副反應(yīng)(如SO2氧化為SO3)。
氧含量波動(dòng):垃圾熱值不穩(wěn)定導(dǎo)致煙氣氧含量變化,影響還原劑(如氨)與NOx的反應(yīng)路徑。
氨氮比(NSR):通??刂圃?.0~1.2,過(guò)高增加氨逃逸,過(guò)低降低脫硝效率。
混合均勻性:還原劑需與煙氣充分混合,避免局部濃度過(guò)高或過(guò)低。
空速(GHSV):SCR系統(tǒng)中,過(guò)高的空速會(huì)縮短煙氣與催化劑接觸時(shí)間,降低效率。
噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì):SNCR的噴嘴需耐高溫、防堵塞,位置應(yīng)避開(kāi)高溫腐蝕區(qū)域。
催化劑管理:SCR需定期清灰(如聲波吹灰)、監(jiān)測(cè)活性,更換周期通常2~5年。
防腐措施:氨逃逸與SO3可能形成硫酸氫銨(ABS),造成下游設(shè)備(空預(yù)器、除塵器)腐蝕。
氨逃逸:需安裝氨逃逸監(jiān)測(cè)儀(通常要求<3 ppm),必要時(shí)增設(shè)濕式洗滌塔。
N2O生成:高溫下尿素分解可能產(chǎn)生溫室氣體N2O,需優(yōu)化噴射溫度。
與脫酸、除塵協(xié)同:SCR通常布置在除塵(如布袋)和脫酸(如半干法)之后,以減少催化劑堵塞。
能耗問(wèn)題:煙氣再熱(如SCR前加熱)會(huì)增加能耗,可考慮余熱回收或低溫催化劑。
排放標(biāo)準(zhǔn):需符合當(dāng)?shù)豊Ox限值(如中國(guó)GB 18485-2014要求≤250 mg/m3)。
在線監(jiān)測(cè):CEMS系統(tǒng)需定期校準(zhǔn),確保NOx、氨逃逸等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
還原劑成本:液氨、尿素或氨水的選擇需考慮儲(chǔ)存安全性和價(jià)格。
催化劑壽命:通過(guò)預(yù)處理(如噴活性炭吸附重金屬)延長(zhǎng)催化劑使用時(shí)間。
前期設(shè)計(jì):根據(jù)垃圾成分、熱值波動(dòng)選擇合適工藝,預(yù)留調(diào)整空間。
運(yùn)行中:密切監(jiān)控溫度、氨逃逸及催化劑狀態(tài),及時(shí)調(diào)整噴氨策略。
維護(hù)保養(yǎng):定期清理噴射系統(tǒng)和催化劑,避免因積灰或中毒導(dǎo)致效率下降。
通過(guò)精細(xì)化控制,可在滿足環(huán)保要求的同時(shí)降低運(yùn)行成本。
原理:在催化劑(如V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-WO<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>)作用下,向煙氣中噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),使NO<sub>x</sub>轉(zhuǎn)化為N<sub>2</sub>和H<sub>2</sub>O。
反應(yīng)式:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
適用溫度:300~400℃(通常布置在鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前)。
優(yōu)點(diǎn):脫硝效率高(可達(dá)90%以上),技術(shù)成熟,應(yīng)用最廣。
缺點(diǎn):催化劑昂貴,易中毒(如砷、堿金屬),NH<sub>3</sub>逃逸可能造成二次污染。
原理:在高溫(900~1100℃)下直接噴入還原劑(NH<sub>3</sub>或尿素),無(wú)需催化劑,NO<sub>x</sub>被還原為N<sub>2</sub>。
反應(yīng)式:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
適用溫度:需嚴(yán)格控制溫度窗口(溫度過(guò)低反應(yīng)不完全,過(guò)高NH<sub>3</sub>會(huì)被氧化成NO)。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單,投資低,適合中小型鍋爐。
缺點(diǎn):脫硝效率較低(30%~70%),氨逃逸率高。
原理:通過(guò)優(yōu)化燃燒方式(如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán))減少NO<sub>x</sub>生成。
主要方法:
空氣分級(jí)燃燒:控制燃燒區(qū)氧濃度,抑制NO<sub>x</sub>生成。
燃料分級(jí)燃燒:先燃燒部分燃料,再補(bǔ)燃剩余燃料,降低峰值溫度。
煙氣再循環(huán)(FGR):將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
優(yōu)點(diǎn):成本低,適用于新建或改造鍋爐。
缺點(diǎn):?jiǎn)为?dú)使用脫硝效率有限(30%~50%),通常需配合SCR/SNCR。
鍋爐脫硝(去除氮氧化物,NOx)的主要方法可分為?燃燒控制技術(shù)?和?煙氣處理技術(shù)?兩大類,具體如下:
通過(guò)優(yōu)化燃燒過(guò)程減少NOx生成,常見(jiàn)方法:
低氮燃燒器(LNB)
通過(guò)分級(jí)燃燒、降低氧濃度等方式抑制NOx形成。
空氣分級(jí)燃燒(OFA)
將燃燒空氣分階段注入,降低高溫區(qū)氧含量。
燃料分級(jí)燃燒(Reburning)
主燃燒區(qū)后噴入二次燃料(如天然氣),還原已生成的NOx。
煙氣再循環(huán)(FGR)
將部分煙氣混入助燃空氣,降低燃燒溫度。
對(duì)已生成的NOx進(jìn)行化學(xué)處理,主流方法:
選擇性催化還原(SCR)
原理:在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向煙氣中噴入氨(NH?),將NOx還原為N?和H?O。
效率:可達(dá)80%~90%。
溫度要求:300~400℃(需布置在省煤器與空預(yù)器之間)。
選擇性非催化還原(SNCR)
原理:在高溫區(qū)(900~1100℃)直接噴入氨或尿素,無(wú)催化劑還原NOx。
效率:30%~70%,成本低于SCR但效率較低。
聯(lián)合脫硝技術(shù)(SCR+SNCR)
結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì),提高脫硝效率(可達(dá)70%~85%)。
氧化吸收法
先用臭氧(O?)或次氯酸鈉(NaClO)將NO氧化為易溶于水的NO?,再用堿液吸收。
效率需求:高濃度NOx優(yōu)先選SCR。
成本限制:SNCR或低氮燃燒改造更經(jīng)濟(jì)。
空間限制:SCR需預(yù)留催化劑安裝空間。
通過(guò)系統(tǒng)排查和針對(duì)性優(yōu)化,脫硫效率通??商嵘?5%以上(石灰石-石膏法設(shè)計(jì)效率一般為90-98%)。若問(wèn)題持續(xù),建議委托專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行性能診斷試驗(yàn)。
]]>通過(guò)以上措施,可系統(tǒng)性解決脫硫效率低的問(wèn)題,同時(shí)提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。如需具體方案設(shè)計(jì)或參數(shù)計(jì)算,可進(jìn)一步提供工況細(xì)節(jié)(如煙氣量、SO?濃度、現(xiàn)有工藝等)。
]]>技術(shù) | 脫硫效率 | 成本 | 副產(chǎn)物 | 適用場(chǎng)景 |
---|---|---|---|---|
石灰石-石膏法 | ≥95% | 高 | 石膏 | 大型電廠、高硫煤 |
干法/半干法 | 70~85% | 較低 | 灰渣 | 中小鍋爐、低硫煤 |
氨法脫硫 | ≥95% | 較高 | 硫酸銨化肥 | 需化肥副產(chǎn)品的場(chǎng)合 |
海水脫硫 | 90~95% | 中(需臨海) | 無(wú)害海水 | 沿海電廠 |
石灰石-石膏法適合大型、高硫排放源,雖成本高但脫硫效果穩(wěn)定,副產(chǎn)物可資源化;而中小型設(shè)施或低硫工況可能傾向選擇干法/半干法以降低成本。實(shí)際選擇需綜合考慮排放標(biāo)準(zhǔn)、煤質(zhì)、場(chǎng)地及經(jīng)濟(jì)性等因素。
]]>焦?fàn)t煙氣脫硝(Denitrification)技術(shù)主要用于去除煙氣中的氮氧化物(NOx,包括NO和NO?),以滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如中國(guó)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 16171-2012)。以下是焦?fàn)t煙氣常見(jiàn)的脫硝形式及其特點(diǎn):
在催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)作用下,向煙氣中噴入還原劑(氨氣NH?或尿素溶液),將NOx還原為N?和H?O。
反應(yīng)式:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
在高溫爐膛(900~1100℃)噴入尿素或氨水,無(wú)需催化劑,直接還原NOx。
反應(yīng)式(以尿素為例):
2NO+CO(NH2)2+?O2→2N2+CO2+2H2O
利用臭氧(O?)將難溶于水的NO氧化為易溶的NO?或N?O?,再用堿液(如NaOH)吸收。
反應(yīng)式:
NO+O3→NO2+O2NO2+O3→N2O5N2O5+2NaOH→2NaNO3+H2O
活性炭或活性焦吸附NOx,同時(shí)在表面催化還原為N?,或通過(guò)熱再生回收NOx副產(chǎn)品。
通過(guò)高壓放電產(chǎn)生等離子體,將NOx氧化為高價(jià)態(tài)(NO?、N?O?),再吸收或還原。
流程:
焦?fàn)t煙氣 → 余熱回收 → 半干法脫硫(如CFB)→ 除塵 → SCR脫硝 → 排放
優(yōu)勢(shì):
關(guān)鍵問(wèn)題:濕法脫硫后煙氣溫度低,需?GGH加熱?或采用?低溫SCR催化劑。
脫硝技術(shù) | 脫硝效率 | 溫度要求 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
---|---|---|---|---|
SCR | 80%~95% | 180~400℃ | 高效、成熟 | 催化劑成本高,怕中毒 |
SNCR | 30%~50% | 900~1100℃ | 無(wú)催化劑,投資低 | 效率低,溫度要求嚴(yán) |
臭氧氧化 | 60%~80% | 常溫 | 適合低溫?zé)煔?/td> | 臭氧能耗高,運(yùn)行費(fèi)高 |
活性炭法 | 70%~90% | 100~150℃ | 一體化脫硫脫硝 | 投資和運(yùn)行成本極高 |
需根據(jù)?煙氣參數(shù)(NOx濃度、溫度)、排放標(biāo)準(zhǔn)、投資預(yù)算 綜合選擇。
根據(jù)具體鍋爐參數(shù)(規(guī)模、燃料類型、煙氣溫度、排放標(biāo)準(zhǔn))和預(yù)算,建議委托專業(yè)環(huán)保公司進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和模擬優(yōu)化。
]]>在煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)中,保證最佳脫硫效果的決定性因素涉及技術(shù)、設(shè)備、運(yùn)行管理等多個(gè)維度。以下是關(guān)鍵因素及其影響分析:
因素 | 影響權(quán)重 | 優(yōu)化措施 |
---|---|---|
工藝選擇 | 30% | 匹配煙氣特性,高硫選濕法 |
設(shè)備性能 | 25% | 優(yōu)化吸收塔設(shè)計(jì),定期維護(hù)噴嘴 |
運(yùn)行參數(shù) | 20% | 嚴(yán)格控制pH、液氣比、氧化風(fēng)量 |
自動(dòng)化水平 | 15% | 安裝在線監(jiān)測(cè)+DCS系統(tǒng) |
吸收劑品質(zhì) | 10% | 選用高活性石灰石,粒度達(dá)標(biāo) |
Q:為什么脫硫效率突然下降?
A:可能原因:①噴嘴堵塞;②pH失控;③入口SO?超設(shè)計(jì)值。
Q:如何降低運(yùn)行成本?
A:①優(yōu)化液氣比;②副產(chǎn)物石膏回收;③改用高活性吸收劑。
通過(guò)系統(tǒng)化管控以上因素,可確保脫硫效率長(zhǎng)期穩(wěn)定在95%~99%,同時(shí)控制能耗與成本。