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烟气联合脱硫脱硝工艺技术
烟气联合脱硫、脱氮是近年来国内外竞相研制和开发的新型烟气净化工艺,它的技术和经济性明显优于单独脱硫和单独脱氮技术,因此,是一种更有发展前途和推广价值的新一代烟气净化技术。
联合脱硫、脱氮技术仍处于试验研究或工业装置示范阶段,世界上只有很少的联合脱硫、脱氮装置投入商业化运行,
工艺系统复杂和运行费用昂贵。在环保标准仅要求烟气脱硫的状况下,通常这种联合脱除工艺与常规单一脱除工艺相比没有竞争力,但是,当火电厂烟气SO2/NOx排放立法均要求更严格时,联合脱硫、脱氮工艺的技术和经济优势将相当显著。
目前,大部分联合脱疏、脱氮技术是在工艺流程上将脱硫和脱氮这两种工艺串联起来,是在不同的反应器中分别实现脱硫和脱氮过程,所以,并非本质上的联合脱硫、脱氮工艺。
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脱硫脱销分类
分类
-烟气脱硫、脱硝工艺的结合,在同一反应器内联合脱除烟气中SO2/NOx的工艺。比如,电子束烟气辐照脱硫、脱氮工艺。;
-特定条件下,吸收剂(含吸附剂)实现同时脱硫脱硝;
-将SO2和NOx进行氧化或生成螯合物,再同时脱除。
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一、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮工艺
核心—电子束法、脉冲电晕法。
这类技术基于物理和化学相结合的原理,在烟气中同时脱硫、脱氮,两种方法进行烟气脱硫、脱氮的原理是相同的。
脉冲电晕放电技术是利用脉冲放电在极间产生活化电子,而电子束技术是利用电子加速器来产生高能电子。目前,已经达到工业示范阶段的主要是电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮工艺。
电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮技术的初投资和运行费用均较高,但仍低于石灰石/石膏湿法烟气脱硫,如果考虑联合脱硫、脱氮的效果以及产品的价值,其经济性还是比较好的。
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电子束辐照氨法烟气脱疏、脱氮技术是一种无排水型干式排烟处理技术,始于20世纪70年代。
该技术通过向锅炉排烟照射电子束和喷人氨气,能够同时除去排烟中含有的硫氧化物(SO2)、氮氧比物(NOx),可分别达到90%和80%的脱除效率。
能直接回收有用的氮肥(硫酸铵及***铵混合物),无二次污染产生。
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1、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮工艺流程
组成:
烟气预除尘
烟气加湿冷却
喷氨
电子束照射
副产品收集
副产品处置
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电子束辐照烟气示意图
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2、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮的反应机理
烟气在电子加速器产生的电子束辐照下将呈现非平衡等离子体状态,烟气中的H2O和O2被裂解成强氧化性的过氧化物(HO,HO2)和原子态氧(O)等活性自由基
SO2及NOx在这些自由基的作用下,在极短的时间内被氧化,并与水生成中间产物硫酸(H2SO4)和***(HNO3)
硫酸与***和共存的氨进行中和反应,生成粉状微粒,即硫酸铵[(NH4)2SO4],和***铵(NH4NO3)的混合粉体。
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A、自由基(或称活性基团)的生成
煤等燃料的燃烧产物由氮(N2),氧(O2),水蒸气(H2O),二氧化碳(CO2)等主要成分及SO2,NOx等有害气体组成。当电子束照射烟气时,被加速的电子与烟气中N2、O2、H2O等分子碰撞,这些分子获得电子的能量、生成氧化反应力极强的活性自由基团(OH基,O原子,HO2基);
其反应式为
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B、SO2及NOx的氧化
烟气中的SO2和NOx与电子束照射生成的OH基、O原子、HO2基在极短的时间内进行氧化反应,并与水化合分别生成为硫酸(H2SO4)和***(HNO3)。
其反应式为:
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C、硫酸铵和***铵的生成
前一阶段生成的硫酸、***与电子束照射以前充入的气态氨(NH3)进行中和反应,分别生成硫酸铵[(NH4)2SO4]和***铵(NH4NO3)的粉体微粒。