濕法煙氣脫硝技術現狀及發展
NOx是導致酸雨、形成以及造成溫室效應的主要污染物之一,減少NOx排放是綠色發展的必然要求。本文綜述了濕法脫硝技術現狀,介紹了堿液吸收法、酸吸收法、絡合吸收法、液相吸收還原法、微生物法、氧化吸收法的脫硝原理,詳細闡述了NaClO2、NaClO、H2O2、O3、黃磷乳濁液氧化法、光催化、電環境技術、磷礦漿泥磷一體化脫硫脫硝法的氧化吸收脫硝技術原理和技術特點。
分析了脫硝新技術的一些進展,光催化、電環境技術發展迅速,有許多優點,是濕法脫硝技術耦合的重要方向,磷礦漿泥磷一體化脫硫脫硝法通過磷化工與濕法脫硝技術的耦合,充分利用磷化工生產的各個環節,實現原料產品內部循環一體化,在磷化工行業擁有良好的應用前景。
指出未來脫硝技術總體要求是低成本、高效、綠色,技術總體發展趨勢是多種技術耦合實現多種污染物協同脫除;不同區域、不同行業適用于不同的脫硝技術,應根據資源狀況、產品用途合理選擇技術方法,降低NOx排放,降低處理回收成本,提高經濟性。
氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2,是導致酸雨、破壞臭氧層、形成光化學煙霧、造成溫室效應的主要污染物之一,嚴重威脅人類的生活環境[1-2]。目前,世界各國對NOx的排放限制越來越嚴格,我國2012年出臺的《火電廠大氣污染物排放標準》規定新建廠區NOx排放限值為100mg/m3;我國《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》提出新建燃煤發電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值(即在基準氧含量6%條件下,NOx排放濃度分別≤50mg/m3)。因此,開發高效率、低能耗、二次污染小、投資少的脫硝方法具有重要的現實意義。
1脫硝現狀及主要的煙氣脫硝技術
NOx主要來源于煤的燃燒,燃煤煙氣排放的NOx約占全國NOx總排放量的90%。我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國,且超過80%的煤炭用于燃燒,擁有較大的NOx排放基量,預計到2020年,NOx排放總量將超過2900萬噸[3]。
2015年7月16日,環保部在發布的《關于編制“十三五”燃煤電廠超低排放改造方案的通知》中提出,在《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》原有的任務基礎上,進一步要求有條件的企業將原計劃2020年完成的超低排放任務提前至2017年完成,不具備條件的企業將面臨被淘汰的危險,脫硝形勢嚴峻[4]。
脫除燃煤煙氣中NOx的技術可分為燃燒前脫硝、燃燒中脫硝和燃燒后脫硝三類。燃燒前脫硝是通過一定的物理或化學方法對燃料進行前處理進而達到NOx減排的目的,常采用加氫脫硝、洗選或配煤技術等方法提高煤的質量,減少NOx的生成。
加氫脫硝是使煤中的芳烴、烯烴選擇性加氫飽和,將氮、硫等化合物氫解;煤的洗選是通過對煤進行處理除去煤中的灰分、矸石、硫等雜質,并根據煤的種類、粒度、灰分等將其分成不同等級;配煤技術則是將不同種類、等級的煤按照優化的比例搭配燃燒,以提高煤燃燒效率或降低污染氣體的排放。
加氫脫硝技術要求高,工藝尚不成熟,對煤質要求高,我國符合加氫要求的理想煤儲量不多;洗選和配煤技術具體方案實施難度大,成本較高,脫硝效果不顯著,因此燃燒前脫硝技術工業應用不多。燃燒中脫硝是通過改變燃燒條件或燃燒方法等手段降低NOx的生成量,包括低氮燃燒、低氧燃燒、分級燃燒、煙氣再循環等技術。
該類方法投資低,但脫硝率不高,常配合SNCR、SCR等技術使用,通過燃燒中脫硝以減輕后續SNCR、SCR脫硝負擔,是一種相對經濟有效的脫硝方法。燃燒后脫硝是通過一定的方法除去排放煙氣中的NOx,主要有干法和濕法兩類。干法中的SCR技術成熟、脫硝率高[5],是目前國內外工業脫硝的主導技術,但存在投資高、催化劑再生費用高、氨易逸出等問題。
2015年環保部辦公廳將廢棄脫硝催化劑歸為危險廢棄物進行管理,使得廢棄催化劑的處理成為該技術應用中的又一道難題。和干法相比,濕法脫硝技術具有投資低、二次污染小等優點,是脫硝技術發展的重要方向。
2濕法煙氣脫硝技術
濕法煙氣脫硝技術是通過液相對煙氣洗滌、吸收脫氮的一種方法。其原理有氧化和還原兩種,主要采用氧化吸收法,即利用氧化劑和NO發生氧化反應,將難溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2,再利用溶液進行吸收;還原法則是添加還原劑將NOx還原為N2直接排放。濕法煙氣脫硝技術具體可分為堿液吸收法、酸吸收法、絡合吸收法、液相吸收還原法、氧化吸收法等。
2.1堿液吸收法
NO2或一定比例的NO/NO2混合氣可以很好地溶解于堿性溶液中,因此可以用堿液對NOx進行吸收脫除。這里所用的吸收液一般是指金屬的氫氧化物(如Na、K、Mg等)或弱酸鹽等物質形成的堿性溶液,常用的有燒堿、純堿、石灰乳、氨水等,NOx被吸收后,反應產物為硝酸鹽和亞硝酸鹽,這些鹽類可以通過蒸發結晶分離加以回收利用。
但NO在水和堿液中的溶解度都很低,當NO2/NO氣體摩爾比例小于0.5時,NO只能有一部分被吸收,所以這種方法一般適用于NO2含量比較高的尾氣,如硝酸廠排放的廢氣[6]。對于火電廠或其他燃煤鍋爐,廢氣中的NOx大多為NO(一般90%以上),不適宜采用這種方法。

責任編輯:電力交易小郭
-
現貨模式下谷電用戶價值再評估
2020-10-10電力現貨市場,電力交易,電力用戶 -
PPT | 高校綜合能源服務有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務,清潔供熱,多能互補 -
深度文章 | “十三五”以來電力消費增長原因分析及中長期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會用電量
-
PPT | 高校綜合能源服務有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務,清潔供熱,多能互補 -
深度文章 | “十三五”以來電力消費增長原因分析及中長期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會用電量 -
我國電力改革涉及的電價問題
-
貴州職稱論文發表選擇泛亞,論文發表有保障
2019-02-20貴州職稱論文發表 -
《電力設備管理》雜志首屆全國電力工業 特約專家征文
2019-01-05電力設備管理雜志 -
國內首座蜂窩型集束煤倉管理創新與實踐
-
人力資源和社會保障部:電線電纜制造工國家職業技能標準
-
人力資源和社會保障部:變壓器互感器制造工國家職業技能標準
-
《低壓微電網并網一體化裝置技術規范》T/CEC 150
2019-01-02低壓微電網技術規范
-
現貨模式下谷電用戶價值再評估
2020-10-10電力現貨市場,電力交易,電力用戶 -
建議收藏 | 中國電價全景圖
2020-09-16電價,全景圖,電力 -
一張圖讀懂我國銷售電價附加
2020-03-05銷售電價附加
-
電氣工程學科排行榜發布!華北電力大學排名第二
-
國家電網61家單位招聘畢業生
2019-03-12國家電網招聘畢業生 -
《電力設備管理》雜志讀者俱樂部會員招募
2018-10-16電力設備管理雜志