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          濕式靜電除塵、脫硫脫硝一體化技術研究分析

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          我國作為燃煤量居多的國家,煤炭燃燒嚴重污染了自然環境,大量的氮氧化物以及硫氧化物等污染物的排放,給居民的生產生活帶來了極大的不便和破壞,因此必須要研究出有效地防止措施,不斷探究新型的技術,減少污染物的排放帶來的危害。本文主要對濕式靜電除塵、脫硫脫硝一體化技術進行了研究分析,包括特點、實施現狀和進展以及工藝等方面做出了具體的分析。

          煤炭煙氣中的細微顆粒物在控制方面存在較大難度,只有有效的對細微顆粒物進行控制,才能對當前的霧霾天氣有所改善。目前我國的細微顆粒物的脫除效率比較低,難以滿足當前工業化發展的進度和要求。而濕式靜電除塵以及脫硫脫硝一體化技術的出現和使用可以有效對有害顆粒物進行脫除,提高了操作的效率以及水平,下面就來具體分析一下這兩種技術。

           一、濕式靜電除塵技術

           1.工作原理:濕式靜電除塵技術的工作原理主要是將水霧噴向集塵板,在放電極的作用下,水霧形成強大的電暈,場內荷電作用后進一步霧化,其中電場力以及荷電水霧的碰撞攔截和吸附凝并共同對顆粒物進行收集,最終在電場力的作用之下達到集塵極被捕集。

           2.技術優勢:濕式靜電除塵技術通常是用于飽和煙氣中顆粒物的脫除,與傳統的干式電除塵器的振打清灰相比較而言,優勢十分明顯。首先濕式靜電除塵技術是通過集塵極上形成連續的水膜高效清灰來實現的,它不受粉塵比的電阻影響,同時也沒有反電暈以及二次揚塵的問題。除此之外濕潤的環境使電場中存在大量的帶電霧滴,這樣就可以有效提高集塵的效率,縮短了集塵所需要的時間。最重要的是這樣技術不僅可以有效去除煙塵中的微粒等,還能夠同時脫除SO3、汞以及脫硫石膏等污染物,可以滿足當前的污染物排放標準,對于改善世界的環境具有很重要的影響[1]。

           

          3.應用概況:

           

          我國的濕式靜電除塵技術主要是用于鋼鐵、化工以及冶金等領域。其中國內的很多高校也在對該項技術做出積極的研究與突破,例如山東大學和浙江大學等。除此之外,許多示范項目也在加緊探究,例如龍凈環保正在對該技術進行自主研發,目前已經完成了20t/h的鍋爐示范項目、菲達環保項目也在不斷學習世界上的高科技技術,進一步促進國內濕式靜電除塵技術的研究與開發。

           4.發達國家加的研究現狀

           美國的濕式靜電除塵技術起步較早發展較快,于2001就已經安裝了調試流量為141.584m3/min管式濕式電除塵器,而且除塵脫除效率也十分可觀,注重技術合作,在脫除效率上不斷提高,取得了顯著性的成效,有效地改善了美國的環境,降低了污染物對人類的危害。

           日本的濕式靜電除塵技術在應用方面比較成熟,其中比較有代表性的就是日立以及三菱重工公司。在除塵器的研制上,殼體的研制噴嘴的設計以及放電極和集塵極的設計都十分精巧方便,殼體質地比較輕,運轉情況也十分高效,能夠有效吸收空氣中的微粒以及硫硝等物質,對于污染物的凈化來說,發揮了極大地作用。

           二、濕式靜電除塵技術的進展方向

           目前研究團隊正在向化工、制酸、造紙以及煤氣化等領域進行研究與拓展。同時注重實施效果的穩定與高效。伴隨著火電廠大氣污染物排放新標準的實施,市場上對濕式靜電除塵技術也有了更高的要求以及需求,在美國、歐洲、日本等發達國家已經建立了高效快捷的脫硫塔,能夠有效脫除石膏雨以及硫等有害物質。我國也在加快研究步伐,不斷向發達國家進行學習,引進先進的技術,爭取在該領域能夠不斷趕超發達國家,適應國內工業化快速發展的需求。

           三、脫硫脫硝一體化技術

           

          1.工作內容:脫硫脫硝一體化是有效改善煤炭煙氣污染物排放的一項技術,該技術的運行主要是將煙氣中的SO2以及NOX同時脫除來達到使脫硫以及脫硝技術組合成一套工藝流程的整合,實施這項技術的依據是根據目前我國大量污染物的排放現狀決定的。

           

          2.脫硫脫硝一體化技術能夠使設備精簡化、減少占地面積以及物資的投入使用、同時在運行和管理上也十分方便,除此之外它還具備結構緊湊的特點,產生的副污染物極少,因此目前受到人們的廣泛關注。目前已經投入使用的一些脫硫脫硝技術取得了較大的成果。它們具備各自的優勢以及獨特的運行工藝,可以根據不同的需要進行選擇,下面來具體了解一下比較成熟的一些脫硫脫硝一體化技術。

           

          2.1再生脫硫脫硝工藝

           

          這項技術是比較成熟的脫硫脫硝一體化技術,在操作的時候需要借助催化劑的固相吸收,通過物理以及化學的作用來實現脫硫脫硝一體化,按照吸收劑的種類不同,又可以分為活性炭法、CuO/Al2O3吸收法。

           

          2.1.1活性炭吸收法,這個方法主要是通過除塵、降溫和調濕來實現的,讓燃煤發電機具有合適的溫度、濕度以及氧含量,然后進入活性吸收塔進行循環利用?;钚蕴课辗梢晕諢焿m重金屬、以及其它的揮發性污染物,是能夠同時脫除硫和硝之外的多種污染物的方法。在我國以及德國、日本已經進行了很好的工業化應用,該技術具有很好的推廣前景。

           

          2.1.2 CuO/Al2O3吸收法,這項技術在進行煙氣的吸附以及脫除時,單質Cu被氧化成為了CuO,而CuOSO2進一步反應形成了CuSo4。這項工藝可以達到90%的脫硫率以及75%的脫硝率,而且不產生二次污染。但是由于吸附成本比較高,再生比較難,而且在催化的時候容易產生有毒物質發生中毒,所以在工業化中不宜于被利用。

           

          2.2/固催化脫硫脫硝工藝

           

          這項工藝是利用不同的固體催化劑來進行硝和硫的直接氧化或者還原,脫硫以及脫硝率都在90%以上。主要的工藝包括濕式洗滌并脫硝法、SNRB法、Parsons煙氣清潔工藝等。

           

          2.2.1 WSA-SNOx法(濕式洗滌并脫硝)

           

          這種方法聯合脫硝技術,采用了兩種催化劑進行化學反應,脫除率很高,無二次污染物,運行維護要求低,能夠得到硫酸副產品,同時還可以利用剩余的熱量來提高鍋爐的效率。缺點就是運送困難,儲備困難,而且花費的能耗比較高。

           2.2.2 SNRB

           這是一種新型的高溫凈化機技術,可以同時完成脫硫脫硝以及煙塵的吸附,原理就是在省煤器之后噴入石灰水等吸收脫除SO2,并且利用濾袋中的催化劑來發生反應。這型工藝占地面積小。操作方便,適用范圍相當廣,目前已經被廣泛利用,其中脫硝率也已經達到了90%以上[2]。

          2.2.3 Parsons煙氣清潔工藝

          這項工藝比較復雜,但是脫除效率很高,其中對有害煙氣的處理量可以達到280m3/h。它的工作原理是將煙氣、水蒸氣、甲烷等進行混合,形成催化反應,還原后的煙氣進行選擇性吸收后在被轉化為單質硫副產品。

           2.3 煙氣循環流化工藝

           這項工藝又叫做CFB工藝,是德國LLB公司最先進行研發的,它屬于半干法的脫硫技術,投資花費僅僅占濕式工藝的50%-70%,能夠有效節約花費。但是它的排煙過程中需要加熱,而且容易在排放過程中產生二次污染,因此這項工藝的脫硫效果難以得到有效保障。

           2.4液相脫硫脫硝工藝

           這項工藝主要包括絡合吸收法、氯酸氧化法、以及尿素凈化煙氣法。絡合吸收法再生困難,利用效率低花費費用高,因此不被廣泛利用。氯酸氧化法可以在常溫下進行,操作所需要的溫度較低,占地面積也比較小,因此受到世界各國的廣泛關注。尿素凈化煙氣法運行陳本低,但仍處于研究階段。

           四、脫硫脫硝 一體化技術的研究方向

           現有的脫硫脫硝一體化技術在目前的市場上不具備有力的競爭力,因此要想被廣泛使用,適應國家生產發展的需要,就要以提高效率為目標,不斷降低成本、減少操作的環節、使操作環境的適應上具備廣泛性。這樣才能夠推動在工業上的進一步利用。

          為了適應當前污染嚴重的形勢,符合新的排放政策要求,進一步完善濕式靜電除塵以及脫硫脫硝一體化技術勢在必行,必須吸收國際上的優秀成果,結合我國的具體情況進行調整,推動技術的進步與工業的應用。


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