烟气的同时脱硫脱硝工艺还没有得到工业普遍应用。日前同时的脱硫脱硝技术可以从以下两种情况来分类:燃煤锅炉内燃烧过程中进行同时的脱硫脱硝工作及对于燃煤锅炉燃烧之后的烟气进行同时的脱硫脱硝工作。目前对于燃烧之后的烟气进行脱除技术是未来工业化发展的方向,其工艺可分为湿法技术、干法技术。
(1)干法同时脱硫脱硝
干法工艺包括碱性喷雾干燥、吸收剂喷射法、固相吸收及再生法等。
ER法在我国常用的碱式喷雾干燥法。其主要的流程是把氨气先加入反应器再通入烟气,其次使电子加速器在反应器内产生相应的烟气,并且使得该烟气内的气体得到活化,进而产生活性离子和基团,该自由基使得烟气内SO2和NO氧化形成SO3和NO2,然后和NH3或尿素反应生成相应的硫酸铵和。该工艺有较高的脱硫脱硝效率,大多数情况下脱硫达到90%左右,脱硝可达于70%左右。但是其存在的主要问题是装备的成本、运行以及维修的费用比较昂贵,且还需要对强射线进行防辐射屏蔽等。
NO×SO法是干式吸附再生法,其是采用吸收剂为浸渍过*的γ-Al2O3圆球来对烟气进行同时脱硫脱硝,此方法的脱硫效率为90%左右,脱硝效率为70%~90%,但其技术存在的主要问题是吸附剂的需求量较大、设备占地较大、成本高、设备动力消耗较大等。
活性炭脱硫脱硝法是干式吸收再生工艺。该工艺流程主要是流经吸附,其次是解析,最后通过硫回收来进行的。当锅炉烟气进入吸收塔内,二氧化硫在吸收塔段被脱除,脱硫率在97%左右,氮氧化物在吸收塔第二段被脱去,脱硝率在80%左右。但是该技术目前存在主要问题是活性炭价格较高、脱硫效率较低、易造成二次污染等。
(2)湿法同时脱硫脱硝
湿法同时脱硫脱硝技术主要包括有氯酸氧化法、湿式络合吸收法、尿素净化法等。
氯酸氧化法主要的流程是烟气首先通过含有氯酸的碱式吸收塔,其次在氧化吸收塔被氧化吸收,该工艺脱除效率比较高。但是该工艺目前存在的问题是氯酸的吸收剂比较难制取、设备的腐蚀性较强、易产生废酸等造成二次污染等。
湿式络合吸收法一般将钒或铁作催化剂。一氧化氮不易溶于水,但在水内加入金属螯合物,例如亚铁螯合物络合剂,可以和一氧化氮迅速发生反应进而形成亚硝酰络合物,从而加快一氧化氮吸收速率以及吸收容量,最后实现同时脱硫脱硝。但是该工艺目前存在的关键问题在于螯合物的循环利用较困难,其关系到未来是否可以工业化[。
尿素净化法是利用了尿素的强还原性质,其在酸性的条件下将氮氧化物还原成氮气,脱除效率和氮氧化物的浓度成正比,对于纯氮氧化物的处理较适合。该工艺虽脱除效果较好,但是目前存在的主要问题是运行成本较高、处理能力低、尿素的需求浓度较高等,在工业上很难推广应用。
综上所述,国际上虽对燃气中一氧化氮的脱除研究了几十年,同时也提出了多种解决的方法,但是这些方法均存在一些问题,比如:效率较低,不能投入实际生产;成本太高,经济效益较低,没有实际应用价值;存在二次污染的问题,需待进一步的改进。当前燃气内一氧化氮的脱除仍旧是国内外学者的研究热点,也是相当关注的环境治理问题。在随着社会的发展以及对环境认识的提高,研发出一种高效、经济、安全、简单的同时脱硫脱硝工艺是我们刻不容缓的艰巨任务。
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