匹兹堡能源技术中心的烟道气净化研究

十年来匹兹堡能源技术中心(PETC)进行了控制燃煤锅炉污染的工艺研究。最近研究了三种先进的烟道气净化工艺。(1) 注入干吸附剂脱除SO_2工艺; (2) 喷雾干燥器脱除SO_2工艺; (3) 同时脱除SO_2/NO_x的流化床—氧化铜工艺。为了对这些方法可能用于燃烧美国东部煤的工厂中作出评价,本文概述了得到的实验结果。试验是用设计为燃烧500磅粉煤/小时的实验炉进行的。在注入干吸附剂的试验里,干燥粉状的吸附剂在袋滤器上游注入炉子的烟道气里。所要考虑的操作参数包括袋滤器温度和清理循环时间、吸附剂颗粒大小、吸附剂/硫比值和注入点位置。使用石灰浆、石灰石浆、氯化镁浆和褐煤飞灰,进行了喷雾干燥器脱除SO_2的研究。试验参数包括吸附剂/硫比值、接近饱和温度的度数和雾化器旋转速度。在流化床—氧化铜工艺试验里,浸渍铜的氧化铅球(直径为0.159厘米)作为SO_2的吸附剂。当NH,被注入到流化床上游的烟道气里时,通过选择催化还原达到了NO_x的脱除。三种工艺都能够实现脱除烟道气里90%的SO_2,氧化铜工艺能够同时脱除90%的NO_x。     

活性焦在烟道气脱除SO_2及NO_x工艺中的应用

在烟道气净化处理方面,活性焦起着吸附剂和催化剂这两种重要作用。在发电厂空气预热器下游常见的温度范围内,SO_2被吸附在碳素物料上,接着被碳素物表面所催化,而变成硫酸。循环再生法脱 SO_2在质量上的要求,可由BF 法所采用的活性焦来满足。(译者按:BF 法就是本文论述的活性焦从烟道气脱除 SO_2及 NO_x 的工艺,以 Bergbau-Forschung 公司的名称命名,故称 BF法。)这种活性焦对于 NO 与 NH_3起反应生成 N_2及蒸汽,也起着催化作用。这就是同时脱除 SO_2及 NO_x 工艺的基本原理。以氨为添加剂,能促进活性焦脱除SO_2。本文叙述两种工艺,并提出关于 BF 法在实验室和示范装置的实验结果。实验结果一致表明:SO_2脱除效率在95%以上,并且毫无疑义地能够实现80%以上的 NO 转化率。从必须脱除 NO 这个假设出发,把采用活性焦并添加氨的工艺与不添加任何设备的湿式烟道气脱硫法相比,两者所化的费用是不相上下的。     

介质阻挡放电脱硫脱硝过程特性

氮氧化物和硫氧化物在介质阻挡放电(DBD)反应器中的脱除率与很多因素有关,如氧气含量、相对湿度和烟气中SO_2的初始浓度等。本文通过改变SO_2初始浓度、氧气含量和相对湿度来研究脱除氮氧化物和硫氧化物过程中的反应机理。结果发现,在N_2/SO_2/NO体系中SO_2初始浓度在较大范围内变化对NO和SO_2的脱除率影响很小;而N_2/NO/SO_2/H_2O体系中相对湿度的增加对SO_2的脱除的影响较NO的影响大,增加烟气中相对湿度能明显减少SO_2在烟气中的浓度;N_2/NO/SO_2/O_2体系中氧气的增加对SO_2的脱除效率影响不明显,但能促进NO氧化成NO_2或者其他的氮氧化物,同时,在一定的条件下,也能加速NO的生成。探讨NO和SO_2的反应机理,发现SO_2的反应主要与OH和水合电子有关,而NO的反应与O、N等活性基相关。     

烟气脱硫脱硝一体化技术实验研究

自制中试规模的双级串联填料塔,以臭氧(O_3)作为氧化剂,对尿素溶液吸收二氧化硫和氮氧化物的工艺条件进行了实验研究。分析了尿素脱硫脱硝的机理,考察了液体流量、停留时间、臭氧使用量、pH等因素对SO_2和NO_x脱除率的影响。实验结果表明,当液体流量0.8 m~3×h~(-1)、停留时间40 s、尿素溶液质量分数20%、吸收温度50℃、n(O_3):n(NO)=1:1、pH为7时,SO_2的脱除率接近100%,NO_x的脱除率可达到87.02%。在本一体化烟气脱硫脱硝过程中烟气中SO_2对脱硝效果有协同作用。     

NO_x和SO_2在Cu_2O(111)表面上同时脱除的DFT研究

采用密度泛函理论,系统研究了SO_2和NO_x在Cu_2O(111)表面上同时脱除的反应机理。计算结果表明,在Cu_2O(111)表面上,NO_2会直接与SO_2反应,进而生成SO_3和NO,反应能垒是121.372kJ/mol;SO_2与NO之间的反应是通过NO先以二聚体的形式生成N_2和O,生成的O原子与SO_2生成SO_3的过程是整个反应过程的速控步骤,能垒是139.992kJ/mol。根据以上结果总结出了Cu_2O(111)表面上SO_2和NO_x共同脱除的机理,将对研究NO_x和SO_2共同脱除提供重要的理论指导意义。     

复合吸收剂进行烟气脱硫脱硝的研究

通过复合吸收剂NaClO_2/NaClO吸收烟气中的SO_2和NO_x,研究了各种实验参数如NaClO_2浓度(m_s)、NaClO浓度(m_p)、NaClO_2/NaClO摩尔比(M)、溶液温度(T_R)、初始溶液pH值、气体流量(V_g)对SO_2和NO_x去除效率的影响。最佳实验条件为初始溶液pH=6,T_R=55℃,M=1.3,脱硫和脱硝的平均效率分别达到99.7%和90.8%。     

氧化铝制备过程中硫酸根的脱除

研究了以工业级硫酸铝铵为原料制备氧化铝的过程中杂质SO_4~(2-)的脱除工艺,并考察了滴加顺序、硫酸铝铵初始浓度、反应温度、滴加速率、终点pH、水热介质和水热温度对SO_4~(2-)脱除的影响。结果表明:在硫酸铝铵初始浓度为0.5 mol/L、反应温度为55℃、滴加速率为4 mL/min、终点pH=9.0、反滴加、水热介质为1 mol/L的精制氨水、水热处理温度为205℃的条件下,可以制得SO_4~(2-)质量分数最低为0.001 5%的Al2O3。水热介质选用氨水可有效增大前驱体粒径,进而大大降低SO_4~(2-)的表面吸附,利于氧化铝中SO_4~(2-)含量的脱除。与传统直接煅烧硫酸铝铵法相比,该工艺煅烧前即洗掉了大量的SO_4~(2-)杂质,有效避免了煅烧不充分造成氧化铝中SO_4~(2-)含量较大的弊端。     

工业燃煤链条排炉烟气净化的工业实验及分析

介绍了20 t/h工业锅炉烟气净化的168 h工业实验,对不同热工负荷的工况实验进行对比,结果表明:在锅炉排烟温度120~135℃的工况下,SO_2脱除率95%,NO_x脱除率80%,PM脱除率60%,验证了其作为工业锅炉烟气深度净化技术的可行性。     

从热电厂烟道气中脱除和回收 SO_2

美国首先发明“开美科”操作法(Chemico-Vertfahren),它用 MgO 浆状水悬浮液净化烧煤或烧油的发电厂中含 SO_2的烟道气。脱硫与除尘在文丘里——洗涤塔中进行,其压力损失较低,可脱除 SO_290％以上。如使10—15％的悬浮液呈碱性,可达最佳效果。所生成的MgSO_3经干燥后进行热分介,分介出的 MgO 回入循环系统。焙烧气体中 SO_2含量较高,可经济的供应一个硫酸厂。不久前在美国麻萨诸塞州波士顿的一个热电厂(其功率为150千瓩,以油为燃料)建成第一套按此法操作的设备,单级式的洗涤塔每小时可净化755000米~3烟道气,脱除 SO_2大约90％。现已计划在美国其他热电厂中按装这种设备。用 MgO 从废气中脱除 SO_2的技术首先在造纸及纤维素工业中发展起来。1874年瑞典化学家 C.D.爱克曼在贝克维克一家纤维素工厂第一次应用 MgO 脱硫。1936年 G.H.汤姆林逊发现加热 MgSO_3时生成 MgO 放出 SO_2。     

气液双相强化的湿式氧化锰循环烟气脱硝研究

采用NO_2气体和Mn O_2固体进行气液两相强化吸收脱硝实验。N O_2混入模拟烟道气中,提高氧化度,强化NO溶入吸收液中;MnO_2混入稀硝酸中,将吸收产物及时氧化成硝酸锰。在填料塔内进行脱硝实验,主要考察MnO_2浓度、NO_x氧化度、反应温度、吸收液初始pH、液气比、Mn(NO_3)_2浓度对脱硝效率的影响。结果表明,优化各工艺参数,NO_x的脱除效率可达82.68%;吸收液主要成分为Mn(NO_3)_2,不断累积后对脱硝率没有影响,浓缩热分解可得到N O_2和Mn O_2。     

氯氧化铁催化过碳酸钠同时脱除NO和SO_2的实验研究

采用氧化铁和氯化铁制备FeOCl,以催化过碳酸钠发生氧化反应,同时脱除NO和SO_2,考察了反应时间、FeOCl的用量、溶液中过碳酸钠所承载的H_2O_2的含量、溶液初始pH值以及可见光的照射时间对SO_2和NO脱除效率的影响。结果表明,同时脱除NO和SO_2的优选条件为:反应时间30 min,FeOCl用量0.8 g/L,H_2O_2含量20 mmol/L,溶液初始pH值为5.5以及可见光照射时间30 min。在以上情况下,SO_2的脱除效率可维持在99.9%,NO的脱除效率达88.7%。     

氯氧化铁催化过碳酸钠同时脱除NO和SO_2的实验研究

采用氧化铁和氯化铁制备FeOCl,以催化过碳酸钠发生氧化反应,同时脱除NO和SO_2,考察了反应时间、FeOCl的用量、溶液中过碳酸钠所承载的H_2O_2的含量、溶液初始pH值以及可见光的照射时间对SO_2和NO脱除效率的影响。结果表明,同时脱除NO和SO_2的优选条件为:反应时间30 min,FeOCl用量0.8 g/L,H_2O_2含量20 mmol/L,溶液初始pH值为5.5以及可见光照射时间30 min。在以上情况下,SO_2的脱除效率可维持在99.9%,NO的脱除效率达88.7%。     

西德Kern forschungsonlcge giilich公司发明烟道气脱硫新装置,能生产硫酸

<正> 洗涤塔内用弱硫酸收集烟道气中的二氧化硫。富集 SO_2后流往反应塔,在反应塔内用特殊处理过的活性煤(例如,将煤置于惰性气体环境内加热到1000℃)催化 SO_2氧化成为 SO_3。SO_3溶解在水中生成硫酸。从产品硫酸的管路中分出一股支流,用水稀释后循环返回汽提塔。据称:该工艺流程能使烟道气中的 SO_2含量降低到0.1ppm。该流程运行所需的烟     

高含水菌渣流化床燃烧NO_x、SO_2排放特性

采用流化床反应器,研究了高含水抗生素菌渣直接燃烧的NO_x、SO_2排放特性。结果表明,增加过量空气系数,NO_x排放浓度升高,SO_2排放浓度降低;升高燃烧温度,NO_x及SO_2排放浓度均升高;随着燃料含水率的增加,NO_x及SO_2排放浓度均呈现先降低后升高的趋势。空气分级燃烧能有效降低NO_x排放,二次风率增加,NO_x排放浓度显著降低;当二次风率为3/7时,NO_x排放浓度较传统燃烧降低50%。添加CaCO_3进行炉内脱硫,实验结果显示:随钙硫摩尔比(Ca/S)增加,SO_2排放浓度下降,当Ca/S=3时,SO_2排放浓度降低到25 mg·m~(-3)以下,脱硫效率超过99%。     

烟道气中二氧化硫的脱除——以催化还原法用CO将SO_2还原为元素硫

典型的以煤为燃料的发电厂所产生的烟道气中含有近2000ppm的SO_2。这方面研究工作的目标是发展一种能够将烟道气中SO_2浓度降低90％的工艺过程。本文所讨论的是在催化剂存在下,以CO还原SO_2,生成元素硫。     

不排污(Zero-dicharge)的烟气脱硫法

一种不排污的洗涤器系统在美国开发成功,第一套工业装置已于1990年12月在缅因州托马斯顿(Thomaston)的都拉贡(Dragon)水泥厂投产。它是利用工艺过程的废料回收烟道气中的SO_2,回收的硫酸钾可以销售,所有废灰作为水泥窑的原料加以循环利用,工艺水份也蒸发掉,SO_2脱除率高于90％。     

臭氧氧化结合硫代硫酸钠溶液喷淋同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化结合湿法喷淋硫代硫酸钠溶液的方法开展模拟烟气同时脱硫脱硝实验研究。结果表明,采用臭氧氧化结合Na2S2O3-Na OH溶液湿法喷淋可以实现NOx和SO_2协同脱除:在O_3/NO摩尔比为1.1~1.2时,溶液中Na2S2O3浓度的增加会提高系统的NO_x脱除效率,烟气中SO2的存在会促进NOx的脱除,当SO2浓度为1030mg·m~(-3)、2.0%Na_2S_2O_3溶液作为喷淋液时可实现较高的SO_2脱除效率,同时NO_x脱除效率可达70%以上;喷淋液p H在2.5~9范围内变化时提高浆液p H有利于NOx的脱除,当p H=9时脱硝效率可达75%。180 min连续同时脱硫脱硝实验结果表明,硫代硫酸钠可有效促进NOx的脱除,并实现SO2较高的脱除效率,同时可实现系统同时脱硫脱硝连续稳定运行,喷淋吸收后烟气中NO_x的主要转化产物为NO~-_2,该方法作为一种有效的同时脱硫脱硝技术,具有一定的工业应用推广前景。     

烟道气脱硫新工艺——ABR系统

1 ABR系统简述 一种被称为ABR系统的脱除SO_2洗涤新工艺在德国已由Caldyn Apparatebau公司实现工业化,该工艺将干石灰和湿石灰(或石灰石、白云石)结合起来使用,与烟道气接触将其中的SO_2脱除干净。这种两段脱除SO_2的ABR系统有两个突出的优点,即石灰消耗量低和无废水排放。 据称,该洗涤新工艺所需石灰量仅为化学计量的1.05倍,相比之下常规洗涤工艺则需要2～2.5倍。其投资也比常规工艺低25％～30％。该工艺适用于烟道气量达60000m~3/h的中小型火力发电厂(10～12MW),也适用于硫酸装置尾气处理。     

烟气干法脱硫脱硝协同工艺研究

介绍了一种基于粉体催化剂的干法脱硫脱硝协同新工艺,经测试发现,该催化剂在实验室的模拟烟气环境下对SO_2和NO_x具有良好的协同脱除效应,并且脱除效率较高;目前,该工艺已成功应用于多个实际工业锅炉的烟气净化,处理后的烟气中SO_2和NO_x含量符合超低排放标准。     

臭氧法脱硫脱硝工艺设计

利用臭氧来进行氮氧化合物和硫氧化合物的氧化,之后采用水作为吸收剂,由于二氧化氮和二氧化硫可以溶于水,二氧化氮和二氧化硫就溶解在水中随着吸收液被脱出。利用Aspen Plus流程模拟软件对该工艺进行了模拟,并对过程进行优化,最终确定最优操作条件。NO_x脱除率达到90%以上,SO_2脱除率达到95%以上。