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近年来,对联合脱硫脱氮技术的研究十分活跃,其中被认为具有实际应用价值的方法大致有如下几种:
1.活性炭法
用活性炭脱硫脱氮的BF工艺是由德国Bergbau-Forschung开发的。该工艺的主体设备是一个类似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器内,烟气中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,产生稀硫酸气溶胶,随后由活性炭吸附。
向吸附塔内注入氨,氨与NOx在活性炭的催化还原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭进入吸附器加热再生,再生出的SO2气体可以通过克劳斯(Clause)反应回收硫。再生后的活性炭可以重复使用。试验结果表明,脱硫率高达95%,脱硝率达50%~80%。
由于活性炭法可以有效的实现硫的资源化,而且同时脱硫脱硝降低了烟气净化费用。因此本工艺的商业化前景较为看好。
2.SNOx(WSA-SNOx)工艺
WSA-SNOx技术即湿式洗涤并脱除NOx(WetScrubbingAdditiveforNOxRemoval)技术,是针对电厂日益严格的SO2、NOx粉尘排放标准而设计的高级烟气净化技术(AFGCT)。在本工艺中烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2,随后烟气进入改质器,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3,SO3经过GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸,并进一步浓缩为可销售的浓硫酸(浓度超过90%)。
SNOx工艺最初作为美国能源部(DOE)CCT-2的示范项目在Ohio的EdisonNiles电站2号锅炉进行改造。装置从1992年开始运行,现在已是该厂主要的大气污染控制装置。
SNOx技术除消耗氨气外,不消耗其他的化学品。不产生其他湿法脱硫产生的废水、废弃物等二次污染,不产生采用石灰石脱硫产生的CO2。
目前ABB环境系统公司已在几家电厂采用了SNOx技术,SO2、NOx的脱除率可达95%,与其他的脱硫技术相比,SNOx技术具有较低的运行和维护要求,而且具有高的可靠性。不足之处是能耗较大,投资费用较高,而且浓硫酸的储存及运输较困难。
3.SNRB(SOx-NOx-ROx-BOx)工艺
SNRB工艺是一种新型的高温烟气净化工艺,由B&W公司开发,能同时取除SO2、NOx和烟尘,此三种污染物在高温布袋除尘器内去除,SNRB将下列3种功能结合在一起:
a.SO2用石灰基或钠基吸收剂吸收;
b.采用SCR将NOx用NH3还原为N2;
c.在高温脉冲喷射布袋除尘器去除烟尘。
该工艺的关键是采用了编织的陶瓷过滤袋,它可以承受425℃~470℃的高温。SNRB技术已列入美国CCT-Ⅱ示范工程,在Ohio州的R.E.Burger电站5MW的锅炉上进行试验。要求在一台设备上达到脱除80%二氧化硫,NOx减少90%,烟尘减少99%。SNRB工艺费用分析表明,该工艺比传统的干式洗涤器、与布袋结合的SCR系统的应用范围更广泛(主要指机组容量和原煤含硫量而言)。
4.NOxSO工艺
NoxSO工艺是一种款式吸附再生工艺,在电除尘器(EP)的下游设置流化床吸收(FB),用硫酸钠浸渍过的γ-Al2O3圆球作为吸收剂,吸收剂吸收NOx、SO2后,在高温下用还原性气体(CO,CH4等)进行再生生成H2S,然后由Clause法回收硫。
NOxSO工艺是由NOxSO公司开发,5MW的中试试验在Ohio的多伦多电厂进行,另作为CCT-Ⅱ项目,在印第安纳州Warrick电站(144MW)上进行示范,脱硫率达90%,脱氮率为70%~90%。该工艺不仅效率高,而且副产物硫磺或硫酸,商业性质的试验场正在筹建中。
上述再生工艺有些已具有商业可行性,但在国外尚未被广泛采用。原因在于反应后的吸收剂需要加热或化学反应后重新使用,产物需回收,因此成本较高,工艺复杂。目前,在德国和美国建成17套,共4.7GW的再生工艺,SO2、NOx联合脱除工艺有18套,共3.0GW。
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