氨吸收法同时脱硫脱硝的实验研究

在自行设计的吸收塔反应器中,以氨水作为吸收剂,研究其对SO2和NOx的脱除效果,在氨法脱硫的工艺条件下对SO2的脱除率为100%,NOx脱除率可达72%。对SO2和NOx的吸收条件进行了研究,发现吸收液中SO32-浓度是影响脱硫脱硝率的重要因素。提出了选择性催化氧化(SCO)和氨法烟气脱硫相结合的氨吸收法同时脱硫脱硝技术,此法可用于改造现有氨法烟气脱硫设备,达到SO2和NOx同时脱除的目的。     

超重力-双碱法脱除模拟烟气中二氧化硫的研究

以碳酸钠为吸收剂,氢氧化钙为再生剂,探讨了超重力环境下脱除模拟烟气中SO2的效果。考察了吸收剂温度、pH、钠离子浓度、烟气中SO2浓度、超重力机转速及液气比对SO2脱除率的影响。结果表明,在超重力环境下气液仅通过50 mm的旋转床层,脱硫率可达90.62%。     

臭氧氧化—钙法吸收同时脱硫脱硝的试验研究

针对国内某石化企业CFB锅炉烟气特点,进行实验室烟气模拟,采用臭氧氧化—钙法吸收同时脱硫脱硝工艺进行小试研究.实验采用臭氧将NO氧化为NO2,再通入鼓泡反应器中与Ca（OH）2浆液发生吸收反应,达到同时脱硫脱硝的目的.实验结果表明：NOx脱除率与臭氧投加量成正比,当臭氧投加量为1.1时,NOx脱除率可达到90％以上;SO2初始浓度的变化对NOx脱除率影响不大;NO初始浓度和烟气含氧量对SO2脱除率影响效果均不显著;烟气含氧量的增大有利于NOx的脱除.     

湿式氨法烟气脱硫中气溶胶的形成特性研究

气溶胶的形成是湿式氨法烟气脱硫过程存在的主要问题,通过测试分析氨法脱硫前后细颗粒的浓度与粒径分布、颗粒形态及其组成的变化特性,探讨了氨法脱硫中气溶胶的形成机理,并考察了影响气溶胶颗粒形成的主要因素。结果表明:氨水挥发逸出的气态NH3与烟气中SO2发生气相反应是气溶胶形成的主要原因,气溶胶含(NH4)2SO4、(NH4)2SO3、NH4HSO3等组分,粒径集中在0.07～0.70μm范围内,氨法脱硫系统对其难以有效脱除;氨水脱硫液温度及其浓度、烟气中SO2浓度、液气比等对气溶胶形成具有重要影响,形成量随氨水脱硫液及烟气中SO2浓度升高而增多,在保持NH3:SO2化学计量比不变的情况下,随液气比增大,气溶胶颗粒形成量减少。最后,对气溶胶颗粒的控制措施提出了建议。     

钙基脱硫工艺协同脱硝技术研究进展

采用钙基吸收剂的烟气脱硫技术拥有95%以上的市场份额,基于钙基烟气脱硫工艺协同乃至同时脱除NO_x是最现实可行的技术方向。本文阐明了钙基脱硫工艺协同脱硝的可行性,并根据硫氮协同脱除反应所处的温度区段,将钙基吸收剂硫氮协同脱除技术分为炉内联合脱除、中温同时脱除和低温段协同脱除三类,针对每类技术的基本原理、研究现状和存在的问题进行了分析和总结,指出将NO氧化为NO₂在低温段实现SO₂和NO_x协同乃至同时脱除是最现实可行的技术方向,并针对该技术存在的NO₂在低温脱硫工艺中吸收效率低和钙基吸收剂利用率低的问题提出了研究方向。最后,对钙基脱硫工艺协同脱硝技术的发展进行了展望,指出了实施超净排放后基于低温脱硫工艺协同脱硝技术应具有广阔的工业应用前景。     

铁矿烧结过程SO2的排放特性及过程脱硫的可行性研究

通过烧结杯实验,探究铁矿烧结过程中SO2的生成及排放特性,并基于SO2排放特性提出了在过湿层内添加尿素颗粒与烧结过程同步脱硫的新方法. 结果表明,铁矿烧结过程前期生成的SO2被料层内水分吸收并积聚在过湿层内,烟气中的SO2浓度稳定在较低水平;当过湿层被高温烟气干燥完成并开始消失时,被水分吸收的SO2会大量、迅速地释放,与尿素脱硫剂快速反应生成硫酸铵超细颗粒,并通过除尘捕获,既不进入烧结矿,也不随烟气排向大气. 工业试验表明,该方法可将SO2排放浓度从基准期时694.2 mg/m3降低至108.0 mg/m3,脱硫率为84.4%. 另外,该工艺与现有脱硫工艺相比,具有投资成本低、脱硫过程简单等优点.     

ClO2/尿素溶液同时脱硫脱硝实验研究

SO_2和NO作为燃煤电厂排放烟气中的主要污染物,对环境产生了巨大危害。为有效进行燃煤烟气中的SO_2和NO的一体化脱除,文中通过对传统鼓泡床湿法脱硫脱硝装置进行改善,以ClO_2/尿素为新型复合吸收剂进行了湿法燃煤烟气脱硫脱硝一体化研究。实验结果表明:ClO_2的添加可以显著改善尿素吸收剂的脱硝能力,并且对SO_2的脱除还具有一定的促进作用。当n(ClO_2)/n(NO)=0.75,尿素质量分数为10%时,SO_2的脱除效率为100%,NO的脱除效率稳定在91%。实验中探究了ClO_2添加量,反应温度,吸收剂初始pH值,SO_2质量浓度和NO质量浓度对脱硫脱硝效率的影响,提出ClO_2/尿素复合剂脱硫脱硝的反应机理,表明新型复合吸收剂湿法脱硫脱硝的具有良好的应用前景。     

活性焦联合脱硫脱硝工艺试验研究

为了开发活性焦联合脱硫脱硝工艺,选取一种商用活性焦在微型反应器上进行NH3对NO、SO2脱除影响及NO和SO2脱除交互影响试验,提出了活性焦联合脱硫脱硝工艺路线,并在实验室搭建的模拟装置上进行了工艺路线的模拟试验验证。结果表明,活性焦脱硝是低温SCR反应,NH3的存在使SO2吸附量提高约18%,说明NH3与SO2发生化学反应,有利于SO2脱除,但生成的硫铵会降低工业装置的稳定性;当活性焦无吸附NH3时,NO对SO2脱除无影响,当活性焦吸附NH3时,通入NO前后,SO2出口体积分数由0.15%降至0.13%左右,说明NO对SO2脱除有促进作用;通入SO2气体后,NO出口体积分数由0.045%迅速增至0.065%,说明SO2与NO争抢NH3,不利于脱硝。通过工艺路线模拟试验发现,当联合脱硫脱硝空速为400 h-1时,脱硫效率≥95%,脱硝效率≥70%,验证了活性焦联合脱硫脱硝工艺的可行性。     

低床层烟炱吸附法烟气脱硫试验研究及机理探讨

研究了以锅炉烟气沉降物为吸附剂的烟炱吸附法脱除SO2的工艺条件，结果表明该法较适宜的工艺条件为SO2浓度小于2400mg/L，烟气流速小于36m/h，烟气温度低于100℃，此时脱硫效率可达30%以上，并且还初步探讨了烟炱吸附法脱硫的作用机理。     

填料塔中钠碱溶液脱除烟气中SO_2研究

在内径为400 mm的填料塔内,以Na2SO3为吸收剂进行了烟气脱硫模拟实验研究,重点考察了吸收液pH值、液气比(VL/Vg)、空塔气速、烟气中SO2初始浓度、吸收液温度及吸收剂初始浓度等对脱硫率的影响,确定出各影响因素与脱硫率间的关系及实验室规模下本工艺适宜的操作条件。结果表明,在吸收液pH=6—7、液气比1—2 L/m3、空塔气速1—1.5 m/s、吸收液温度50℃以下、吸收剂Na2SO3初始浓度0.3—0.5 mol/L、进口SO2质量浓度约为4 300 mg/m3时,脱硫率均可大于80%。实验结果可为实际脱硫装置设计及运行提供必要的基础数据。     

燃煤锅炉烟气脱硫技术对颗粒物排放影响研究进展

随着环境问题的日益严峻及燃煤锅炉超低排放工作的实施,由燃煤引起的大气污染问题及脱硫和除尘设备协同脱除污染物的作用逐渐受到关注。由燃煤释放的SO2和颗粒物对人类健康及自然环境造成严重危害,因此对SO2和颗粒物的治理至关重要。笔者综述了湿法烟气脱硫技术如石灰石-石膏法、氨法等,半干法烟气脱硫技术如循环流化床烟气脱硫技术(CFB)、高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)等以及干法烟气脱硫技术如电子射线辐射法脱硫技术、活性炭(活性焦、活性半焦)吸附脱硫技术等的发展历史、技术特点及适用范围,并对比分析了各脱硫技术对颗粒物排放特性的影响。结果表明,湿法烟气脱硫技术SO2脱除效率最高,尤其是石灰石-石膏法烟气脱硫技术,总效率可达99%以上。入口颗粒物浓度高于5 mg/m^3时,此技术能够协同脱除烟气中的颗粒物,除尘效率可达50%~80%,脱硫前后粒径分布都为典型的双峰分布,且脱硫后粒径峰值向小粒径偏移,硫酸盐成分增加;入口颗粒物质量浓度低于5 mg/m^3时,出口颗粒物浓度可能出现不降反增的现象,另外,由于其投资和运行成本高,多应用于大型燃煤机组和脱硫剂来源丰富的地区,同时湿法烟气脱硫产物还具有一定的经济效益;半干法和干法烟气脱硫技术SO2脱除效率在60%~90%,与湿法脱硫技术相比具有投资和运行成本低,占地面积小和节约水资源等优点,在中小型锅炉领域如燃煤工业锅炉具有较好的应用前景,但大量脱硫产物和脱硫剂随烟气进入除尘设备,浓度高达1 000 g/m^3以上,为除尘设备造成极大的运行压力,加大了投资和运行成本。目前半干法烟气脱硫技术及干法烟气脱硫技术对颗粒物排放特性的影响研究较少,还需在脱硫系统对颗粒物粒径、成分及形貌特性等方面的影响规律做进一步研究。     

基于ASPEN Plus的燃煤机组环保岛系统仿真与敏感性分析

以某600MW燃煤机组环保岛系统为研究对象,利用ASPEN Plus软件对烟气污染物脱除过程进行建模,并通过仿真实验对氨氮摩尔比、循环浆液pH、脱硫塔液气比、烟气温度、烟气流量等运行参数进行了敏感性分析,获得了烟气污染物脱除系统对各参数的静态响应特性。结果表明,对于在钒钛基催化剂上发生的选择性催化还原脱硝反应,氨氮摩尔比应略高于0.92,以保证脱硝效率,减小运行成本和氨逃逸量;当氨逃逸量在允许范围内时,提高浆液pH有利于增强脱硫作用和增加石膏产量,同时,应尽量降低脱硫塔液气比以减小运行成本,但液气比不可小于8,否则系统脱硫效率将大幅下降;省煤器出口烟温应小于350℃,控制在310～350℃时,系统综合脱硫脱硝效果较好;对于烟气流量变化,环保岛系统具备较强的适应能力。这些结果为环保岛系统的优化运行和智能控制提供了定量参考。     

氨法烟气脱硫工艺过程模拟与优化

为了进一步研究氨法烟气脱硫工艺过程,以非平衡级传质理论为依据,利用化工流程模拟软件Aspen Plus建立填料吸收塔脱除SO2过程的数值计算模型,分析和优化操作参数对脱硫效果的影响,模拟结果与文献值吻合较好。模型计算结果表明:脱硫率随着吸收液pH值和液气比的增大而增大;随着进口SO2质量浓度和进口烟气流量的增大而降低,并得出吸收液pH值及液气比在氨法烟气脱硫效率影响因素中占主要位置。所建立的氨法烟气脱硫工艺过程模型准确合理,模拟结果可为脱硫系统实际运行调节各操作参数对脱硫效果的影响提供参考和借鉴。     

The formation and removal characteristics of aerosols in ammonia-based wet flue gas desulfurization

The characteristics of aerosol generation were studied experimentally in an ammonia-based wet flue gas desulfurization process. Particle size distributions and concentrations, morphologies and compositions before and after desulfurization were measured using an electrical low pressure impactor and scanning electron microscopy, respectively. The results show that aerosols can be generated between ammonia and sulfur dioxide resulting in gas-phase reaction and the aerosol concentration at the outlet of scrubber is significantly higher than at the inlet. Before desulfurization the particles are primarily silica-alumina minerals including O, Al, Si and C, while after ammonia-based desulfurization aerosol particles have smooth surfaces with regular structures, such as cubic and prismatic crystals, and contain principally O, S and N. Particle sizes up to 10 μm were measured, but the majority of the aerosol particles are in the submicron range. Separation of submicron particles from flue gas is difficult by conventional desulfurization scrubber; however high removal efficiency can be achieved based on the enlargement of the particles by heterogeneous condensation. The influence of the supersaturation degree and liquid–gas ratio on the removal efficiencies of the particles are demonstrated additionally. It indicates that aerosols generated in ammonia-based desulfurization process can be deliquesced and gradually enlarged in a high humidity flue gas, but the supersaturation degree higher than 1.2 is required for heterogeneous nucleation of water vapor with ash particles from coal combustion.     

石灰石-石膏法脱硫过程中浆液雾化夹带与细颗粒排放的关系

脱硫浆液的雾化夹带是导致石灰石-石膏法脱硫过程中细颗粒物排放特征发生显著变化的主要原因。利用相位多普勒粒度分析仪（PDA）、电称低压冲击器（ELPI⁺）在线测试分析了脱硫浆液雾化、夹带特性及其与细颗粒物排放的关系。结果表明,石灰石-石膏法烟气脱硫过程中浆液雾化夹带可导致脱硫净烟气中含大量细小雾滴及亚微米级细颗粒,脱硫净烟气中雾滴粒径与喷嘴的雾化效果有关,主要集中在20 μm以下,雾滴含固量为脱硫浆液的20%～40%。脱硫操作参数如空塔气速、液气比和浆液浓度对脱硫净烟气中的雾滴夹带量存在显著影响,适当降低空塔气速、液气比及浆液浓度,优化喷淋工艺如增加喷淋层、合理布置脱硫喷嘴,能够有效抑制浆液夹带作用,进而降低脱硫净烟气中细颗粒物的排放浓度。     

CSC硫转移剂在催化烟气治理中的工业应用

某催化裂化装置增设烟气脱硫设施后可实现外排烟气的环保达标,但是在实际运行中存在烟气脱硫设施吸收浆液循环量波动大和碱液消耗量大的问题。通过使用CSC硫转移剂,在催化原料性质基本不变的条件下,催化再生烟气中的SO2浓度大幅度下降,极大缓解了烟气脱硫设施的脱硫压力,不仅降低了烟气脱硫设施的运行成本,而且减缓了设备的腐蚀和结垢,有利于装置长周期运行。同时使用CSC硫转移剂对装置产品分布和产品收率无不良影响。     

Removal of fine particles in wet flue gas desulfurization system by heterogeneous condensation

A novel process to remove fine particles with high efficiency by heterogeneous condensation in a wet flue gas desulfurization (WFGD) system is presented. A supersaturated vapor phase, necessary for condensational growth of fine particles, was achieved in the SO₂ absorption zone and at the top of the wet FGD scrubber by adding steam in the gas inlet and above the scrubbing liquid inlet of the scrubber, respectively. The condensational grown droplets were then removed by the scrubbing liquid and a high-efficiency demister. The results show that the effectiveness of the WFGD system for removal of fine particles is related to the SO₂ absorbent employed. When using CaCO₃ and NH₃·H₂O to remove SO₂ from flue gas, the fine particle removal efficiencies are lower than those for Na₂CO₃ and water, and the morphology and elemental composition of fine particles are changed. This effect can be attributed to the formation of aerosol particles in the limestone and ammonia-based FGD processes. The performance of the WFGD system for removal of fine particles can be significantly improved for both steam addition cases, for which the removal efficiency increases with increasing amount of added steam. A high liquid to gas ratio is beneficial for efficient removal of fine particles by heterogeneous condensation of water vapor.     

不同浓度及循环量下MDEA法脱硫效果优选对比

为了优选出脱硫效果最好的MDEA溶液浓度及循环量组合,以我国南方某丘陵地区的含硫页岩气田为研究对象,通过HYSYS模拟MDEA法脱硫效果研究了一定温度和压力条件下的不同MDEA溶液浓度及循环量组合进行页岩气脱硫的效果。结果表明,"38%MDEA溶液浓度+72 m~3/h循环量"组合及"43%MDEA溶液浓度+62 m~3/h循环量"组合以及"45%MDEA溶液浓度+60 m~3/h循环量"组合都可以非常有效的提高页岩气脱硫效果,本着优中选优的原则,最终筛选出"43%MDEA溶液浓度+62 m~3/h循环量"组合。经过最优组合处理之后,页岩气中硫化物含量大幅下降,达到我国商品气二类标准。     

基于Aspen Plus的燃煤电厂烟气污染控制单元模拟

采用Aspen Plus软件对烟气污染控制单元进行模拟,以电厂实际运行数据验证模型的正确性,建模过程中考虑SO3转化和烟气中烟尘浓度的变化,并通过影响因素分析考察操作参数对污染物脱除效果的影响。结果表明,在选择性催化还原(SCR)脱硝过程中,部分SO2转化为SO3,除尘过程中飞灰对SO3有吸附作用,脱硫塔与除尘器对SO3和灰分脱除具有协同作用;SCR脱硝过程的最佳氨氮摩尔比范围为0.8~1.0,氨氮比低于0.6、反应温度低于400℃时,SO3浓度呈上升趋势;湿法脱硫过程中,入口烟气温度上升会阻碍SO2吸收和SO3去除;湿式除尘过程中,除尘效率随温度升高而降低,随气体流速增加先升高后降低,最佳流速为0.8~1.2 m/s。     

燃煤电厂协同脱汞研究进展及强化措施

燃煤电厂是大气汞排放的重要源头,但是我国目前尚无完善的烟气汞控制方案。本文简要综述了国内外烟气脱汞技术研究现状,统计了国内污控设备（包括脱硝设备、除尘设备和脱硫设备）的装机容量。指出污控设备对烟气汞具有一定的协同脱除作用,但是受到我国煤质及运行条件等因素的制约,效果并不理想。本文结合国内某燃煤电厂的实测情况,提出了以下强化措施：①通过添加溴盐溶液,提高选择性催化还原（SCR）对烟气汞的氧化效率;②通过粉末活性炭与溴盐联合使用,强化静电除尘器（ESP）对烟气汞的协同脱除效率,脱汞效率可达90%以上;③通过精确控制脱硫浆液的pH值以及定期外排脱硫浆液,以降低其中汞的再释放率,维持湿法脱硫工艺（WFGD）稳定的烟气汞协同脱除效率;④通过优化和调整锅炉运行条件,提高现有污控设备体系的协同脱汞能力。