燃煤电厂氨法联合脱硫脱碳研究

北极星环保网讯: 摘要：利用氨法同时进行CO2捕集和SO2脱除是一种比较有潜力的污染物减排技术。本文以填料塔为反应器,研究氨水的质量分数、氨水温度、吸收液体积流量、模拟烟气体积流量和不同添加剂等因素对氨法联合脱除CO2/SO2的效率和吸收量的影响。

结果表明：在SO2浓度较低的情况下,脱硫效率接近100%;氨水浓度的增加能够显著提高CO2脱除率和吸收量,氨质量分数为10%时可以达到近90%的CO2脱除率;氨水温度的升高会降低CO2脱除率和吸收量;增加吸收液流量和减少烟气流量均会增大脱碳率,即较高的液气比可以实现较高的脱碳率;在氨水中加入乙醇、聚乙二醇二甲醚（NHD）和乙醇胺（MEA）等添加剂会显著提高CO2脱除率和吸收量。

通过分析某燃煤电厂1000MW超低排放机组烟气参数可以看出,在超低排放和降低碳排放强度的双重要求下,氨法联合脱硫脱碳在燃煤电厂中应用的可行性较高。

关键词;氨法联合脱硫脱碳,燃煤电厂,氨水,CO2,SO2,超低排放,填料塔,脱除率

燃煤电站锅炉燃烧产生的大量CO2和SO2气体极易造成温室效应和酸雨[1-3],加剧全球气候恶化进程。对此,国家印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》[4],要求到2020年,全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放,即在基准氧体积分数6%条件下,烟尘、SO2、氮氧化物排放质量浓度分别不高于10、35、50mg/m3;巴黎气候大会上,中国承诺将于2030年左右使CO2排放达到峰值并争取尽早实现2030年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降60%~65%。

目前主流的电厂脱硫工艺为石灰石-石膏湿法脱硫技术,但该工艺对石灰石需求量大且脱硫石膏因成分原因不易处理;而CO2捕集技术在国内还未大范围应用。氨吸收法是一种比较有潜力的污染物控制技术[5],具有效率高、吸收容量大、再生能耗低、产物容易再利用等优势[6-7],并且可以同时实现对CO2和SO2的脱除。

许多学者和机构对利用氨水脱除烟气中CO2技术及其经济性等进行了研究,指出利用氨法联合脱除电厂烟气中CO2、SO2等污染物有望实现较低程度地降低电厂效益,同时将电价上涨控制在20%以内[8]。

Alstom公司开发的冷冻氨法,设计利用碳酸铵和碳酸氢铵混合浆液作为循环使用的CO2吸收剂，实现90%脱碳率。何伯述等通过氨法脱硫实验研究了温度对脱硫率的影响，脱硫率最高可达99%。

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