热力发电 ・2005 (2)

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　湿法同时脱硫脱硝技术

湿法脱硫在火电厂应用最广 ,其特点是技术较为

成熟 ,工业应用经验丰富 ,脱硫率高 。然而 ,由于 NO
的溶解度很低 ,湿法烟气同时脱硫脱硝工艺通常要在
气/ 液段将 NO 氧化成 NO

2

,或者通过加入添加剂来提

高 NO 的溶解度而达到脱硝的目的 。主要的工艺方法
有湿式洗涤并脱除 NO

x

( WSA

SNO

x

) 工艺 、

氯酸氧

化工艺 ( Tri NO

x

NO

x

So r b) 等 。

3. 1 　WSA

SNO

x

工艺

烟气先经过 SCR 反应器 ,在催化剂作用下 NO

x

被氨还原成 N

2

,随后烟气进入改质器 , SO

2

被催化氧

化为 SO

3

,在瀑布膜冷凝器中凝结 、

水合为硫酸 ,进一

步浓缩为可销售的浓硫酸 。该技术除消耗氨气外 ,不
消耗其它化学药品 ,不产生废水等二次污染 ,具有很高
的脱硝率 (可达 95 %以上) 和可靠性 ,运行和维护要求
较低 。缺点是投资费用高 ,副产品浓硫酸的储存及运
输困难 。

3. 2 　Tri

NO

x

NO

x

So r b 工艺

该工艺采用湿式洗涤系统 ,在一套设备中同时脱

除烟气中的 SO

2

和 NO

x

,并且没有催化剂中毒 、

失活

或随使用时间的增长催化能力下降等问题

[ 9 ]

。工艺的

核心是氯酸氧化过程 ,氯酸是一种强氧化剂 ,氧化电位
受液相 p H 值控制 。氧化 NO

x

和 SO

2

的机理可分别

由如下反应式表示 :

13NO + 6 HClO

3

+ 5 H

2

O →6 HCl + 10 HNO

3

+

3NO

2

(11)

6SO

2

+ 2 HClO

3

+ 6 H

2

O →6 H

2

SO

4

+ 2 HCl

(12)

主要技术特点 : (1) 对入口烟气浓度的限制不严

格 ,与 SCR 和选择性非催化还原 ( SNCR) 工艺相比较
可在更大浓度范围内脱除 NO

x

; (2) 操作温度低 ,可在

常温进行 ; (3) 对 NO

x

、SO

2

及 As 、Cr 、Pb 、Cd 等有毒

微量金属元素都有较高的脱除率 ; (4) 适用性强 ,对现
有采用 湿 式 脱 硫 工 艺 的 电 厂 , 可 在 烟 气 脱 硫 系 统

( F GD) 前后喷入 NO

x

So r b 溶液 。存在的主要问题是

酸液的储存 、

运输和设备的防腐 。

3. 3 　湿式络合吸收工艺

传统的湿法脱硫工艺可脱除 90 %以上的 SO

2

,但

NO 在水中的溶解度很低 ,难以去除 。湿式 F GD 加金

属螯合物工艺是在碱性溶液中加入亚铁离子形成氨基
羟酸亚铁螯合物 ,如 Fe ( ED TA) 和 Fe ( N TA) 。这类
螯合物吸收 NO 形成亚硝酰亚铁螯合物 ,配位的 NO
能够和溶解的 SO

2

和 O

2

反应生成 N

2

、

N

2

O 、

硫酸盐 、

各种 N

S 化合物以及三价铁螯合物 ,然后从吸收液

中去除 ,并使三价铁螯合物还原成亚铁螯合物而再生 。
但是 ,Fe ( ED TA) 和 Fe (N TA) 的再生工艺复杂 、

成本

高 。针对这一不足 ,美国加利福尼亚大学的 Chang 等
人提出用含有 —SH 基团的亚铁络合物作为吸收液 。
实验表明 ,可再生的半胱氨酸亚铁溶液能同时脱除烟
气中的 NO

x

和 SO

2

,但目前仍处于试验阶段 。影响其

工业应用的主要障碍是反应过程中螯合物的损失和金
属螯合物再生困难 、

利用率低 ,造成运行费用高 。

4

　吸收剂喷射法

研究表明 ,把碱或尿素等干粉喷入炉膛 、

烟道或喷

雾干式洗涤塔内 ,在一定条件下能同时脱除 SO

2

和

NO

x

[ 10 ]

。尽管对此过程所发生的反应机理还不十分

清楚 ,但这些工艺能显著地脱除 NO

x

,脱硝率主要取

决于烟气中的 SO

2

和 NO

x

的比 、

反应温度 、

吸收剂的

粒度和停留时间 。

4. 1 　炉膛石灰/ 尿素喷射工艺

该工艺把炉内喷钙与 SNCR 相结合 ,喷射浆液由

尿素溶液和各种钙基组成 ,总含固量约为 30 %。Gul

2

let t

[ 11 ]

等人在 14. 7 kW 天然气装置上进行了同时脱硫

脱硝试验研究 ,结果表明在 Ca/ S 摩尔比为 2 和尿素/

NO

x

摩尔比为 1 时能脱除 80 %的 SO

2

和 NO

x

。浆液

喷射与干 Ca (O H)

2

吸收剂喷射的方法相比 ,增强了对

SO

2

的脱除 ,这可能是由于吸收剂磨得更细 、更具活

性 ,且外加尿素基溶液脱 NO

x

对 SO

2

脱除有增强的效

应 。

4. 2 　整体干式 NO

x

/ SO

2

排放控制工艺

工艺采用 Babcock & Wilcox 公司的低 NO

x

DRB

XCL 下置式燃烧器 ,通过在欠氧环境下喷入部分煤

和部分燃烧空气来抑制 NO

x

的生成 。其余的燃料和

空气在第二级送入 ,以完成整个燃烧过程 。过剩空气
的引入是为了完成燃烧过程以及进一步除去 NO

x

。

向锅炉烟道中注入两种干式吸附剂以减少 SO

2

的排

放 。可把钙注入空气预热器上游 ,或者把钠和钙注入
空气预热器的下游 。顺流加湿的干式吸附剂有助于提

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技术经济综述

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