燃煤烟气脱硫脱硝_图文.doc

燃煤烟气脱硫脱硝 烟气中SO 2的脱除 主要方式CaCO 3 S SO 2 0.5 O 2→CaSO 4S CO 2 C CO 反应方式 固体CaCO 3→破碎为细粉 -CaCO 3与煤混合燃烧→ 固定床 燃烧温度需低于CaSO 循环流化床 -CaCO 3 与烟气接触→ 流化床4的分解温度950-1200 o C 浆状CaCO 3 -大量浆液与烟气接触→ 湿法吸收-少量浆液与烟气接触→ 半干法吸收间接CaCO 3 利用强碱液与烟气接触,再将硫转移至Ca 烟气湿法脱SO 2举例-工艺流程 脱硫烟气至废水去烟囱 处理 湿旋风分离 脱硫塔 清水 固体固体 除尘烟气粉碎的石灰石 排出泵 真空过石膏 空气 风机 浆液循环 循环水 滤带 烟气湿法脱SO 2举例-洗涤塔 脱硫多层除雾器 烟气 除雾器 喷林系统烟气 吸收区 水喷嘴 炭化硅P415, 图11.6气液 分布器 浆液喷嘴 循环泵 氧化区 空气 气液分布器 搅拌 烟气湿法脱SO 2举例-运行数据 烟气进口温度,o C 204 烟气热量损失大 出口温度,o C 52烟气SO 2浓度,ppm 1000SO 脱除效率,90低温难以自然排烟烟气需再加热 2烟气压降,atm 0.025 烟气气速,m/s 3/0016气液接触时间短3 s烟气进口温度下的液/气比,m 3/m 30.016淋洗区高度,m 10主要发生SO 2溶解 液滴尺寸,mm 3浆液固含量, 15进料石灰石/SO 2,mol/mol 1.1Air/SO 2, mol/mol 1.5循环间的液体停留时间,min 6液体停留时间长氧化区固体停留时间,min 18 溶解SO 2的反应 烟气湿法脱SO 2举例-化学与化工基础 气体的溶解亨利常数、溶解度与浆液的pH SO 2的溶解度很低,提高浆液的pH 有利加强碱高pH 会使得CO 2转化为碳酸盐,消耗有效组分 C SO 固体的沉降难溶物质的溶度积CaSO 4 任何部位的结垢 固体的反应CaCO 3表面生成CaSO 4壳,阻碍CaCO 3的利用 扩散与反应,提高固体的孔隙加Mg CaCO pH SO 3溶解度的提高低p ,但降低2溶解度CaSO 3氧化为CaSO 4 其他喷淋液滴的蒸发 浆液组成复杂CaCO 3, CaSO 42H 2O, CaSO 30.5H 2O固液分离Hydroclone ,真空过滤 烟气湿法脱SO 2 举例-问题及解决方法 对钢材腐蚀许多其他污染物,氯化物酸性条件下增加排水量,降低系统中的氯化物浓度 结垢和堵塞CaSO 4等,阀门、泵、控制设备等 控制循环浆液中石膏量,防止石膏过饱和除雾器堵塞小液滴随气流上升,下游设备结垢将纤维除雾器改为栅板状,间歇清水喷洗 钙利用率低CaSO 4在CaCO 3 颗粒表面形成壳 加大塔底容积浆液停留时间,提高CaCO 3 溶解量 液固分离差CaSO 30.5H2O形成片状小结晶,阻碍脱水 提高塔低氧化速率,提高CaSO 4 的量 现有问题设备和运行昂贵、运行问题、大量固体废物 烟气 湿法脱SO 2CaCO 3Scrubbing 的思考 鼓泡床 烟气 喷淋床 烟气 填充床 液体 液体 液体 烟气 烟气 烟气 液体 液体 特点 特点 特点 液体气液接触较好烟气压降高 气液接触差烟气压降低 气液接触好 单位压降的传质最好 这个反应器的问题固体的沉降与结垢 液滴下降高度与 -脱硫效率的关系-液体pH 的关系 烟气脱SO 2-其他方法 类别脱硫剂及方法 湿法-抛弃CaCO 3淋洗Limeston Scrubbing CaOH2淋洗Lime Scrubbing 最便宜 双碱Na 2CO 3NaHCO 3 Na 2SO 3CaCO 3→CaSO 42H 2ONa 2CO 3干法-抛弃 CaCO 3或CaOH2喷入炉内 Na 2CO 3或NaHCO 3喷入炉内或烟气流化床脱硫 半干-抛弃 CaOH2、Na 2CO 3、NaHCO 3浆液喷入烟气,-SO 2吸收在液滴中,反应类似湿法 -干燥后,SO 2与固体颗粒反应类似干法 烟气脱SO 2-其他方法半干法 Ca 基浆液洁净80 烟囱 再生活性焦吸硫活性焦 再生加热 富SO 2气 400o 脱硝硫回收锅炉氨再生冷却 活性焦 150o C C 120o C 烟气脱硫 振筛 碎料 很有潜力同时脱硫、脱硝、脱汞、脱VOC 、脱尘问题活性焦造粒成本高 ←AC 的改进活性焦损失较大 活性焦活性不足 燃烧中硝的生成方式 热力NO X Thermal 空气N 2O 2→ NO X 快速NO X Prompt N 2 CH → HCN N N O → NO 2X HCN O 2→ NO X N 2 燃料NO X Fuel 燃料N O 2→ NO X 来源于燃料中的N 来源于空气中的N 2,在过程中控制 燃料控制过程中控制炉内低氮燃烧 烟气还原脱除 不同锅炉的硝生成量与需减排量 固态液态除渣煤粉炉,燃挥发分15 的煤时,需脱硝36 除渣煤粉炉,执行挥发分 20650 mg/m 3V daf 10-201100 mg/m 3V daf 10 GB132232003电厂燃煤锅炉姚强等洁净煤技术2005 化学工业出版社 低氮燃烧 量大 针对煤粉炉燃烧温度高,热力NO X 循环流化床炉燃烧温度低 核心降低温度,改变环境 分段分级控制燃料和空气比例 空气分级燃烧 燃料一次进入,空气分级进入 -降低燃烧温度,部分形成还原气氛 燃料分级燃烧 燃料分级进入,空气分级进入 -分级喷入燃料,中部形成还原气氛,还原NO X 浓淡燃烧/燃料比例 两个燃烧器,不同空气 -降低燃烧温度 烟气再循环 将部分烟气返回炉内 -降低燃烧温度 低氮燃烧-空气分级燃烧 一级少用空气,燃烧部分燃料 富燃或贫氧 生成 -降低燃烧温度,减少热力NO -构成还原气氛,还原产生的NO X 二级输入空气,燃烧剩余燃料 -燃烧温度较低,产生少量热力NO X 赵毅、李守信有害气体控制工程2001, 化学工业出版社 烟气脱硝 低NO X 燃烧只能部分降低NO X 排放,需锅炉改造 烟气脱硝多种方法 -氧化法 NO 氧化后溶于水或被碱性物质吸收湿法-还原法NO X 被NH 3、CH 4、烃等还原为N 2干法-选择性非催化还原SNCR NH 3、尿素等还原烟气中NO X ,而不还原烟气中的O 2900-1100o C ,NH 3用量大、泄漏 -非选择性催化还原NSCR CH 4、CO 、H 2等还原剂,既还原NO X ,也还原O 2贵金属催化剂550-800o C,CuCrO 2等,还原剂耗量大-选择性催化还原SCR NH 3还原NO X ,不还原O 2 钒/钛催化剂350-450o C,主流技术 烟气脱硝－选择性非催化还原（SNCR） NH3 空气预热 姚强等洁净煤技术 2005 化学工业出版社 烟气脱硝－选择性催化还原（SCR） 氨和空气混合 运行要求 抗中毒 350oC以下，NH4HSO4沉积在催化剂上 抗尘 350oC以上运行，无法先除尘 → 蜂窝结构催化剂 避免NH3泄漏 NH3的分布 烟气脱硝－选择性催化还原工艺位置 先脱硝 后脱硝 开发150oC左右的SCR脱硝工艺非常重要 姚强等洁净煤技术 2005 化学工业出版社 蜂窝结构化催化剂 燃煤烟气含尘高 体积流量大，允许压降低 吸附与化学反应－要求大的比表面积 结构化 催化剂 V2O5/蜂窝AC 宏尺度大孔道 微尺度纳米孔道、活性组分 CuO/Al2O3/蜂窝堇青石