中、日、美三国烟气脱硫技术的发展和现状

本文详细介绍了日本、美国和中国烟气脱硫的现状和发展趋势。着重综述了燃煤发电厂的脱硫技术、装置、投资、操作费用、能耗、副产物的处理和操作经验等。 日本是世界上控制SO_2最有成效的国家,电厂烟气脱硫方法中湿法石灰石(石灰)——石膏法占了多数,当然也是付出了巨大经济代价的。 美国燃煤发电占了50％,因此,SO_2排放源主要来自燃煤电厂,SO_2控制主要采用湿法,一些地区内SO_2污染得到了控制。 中国的能源是以煤炭为主,每年SO_2排放量达到1600万吨,形成酸雨危害,目前正在采取控制技术措施,研究减少SO_2排放的方法和策略。     

烧结(球团)烟气典型环保工艺的SO3排放及NaHSO3喷射脱SO3技术的工程应用

SO_3对人体及环境的危害均远大于SO_2,为了较全面地表征烧结(球团)烟气SO_3排放特征并研究其SO_3控制技术,以实验研究为基础,对不同SO_3测试方法进行了对比分析;采用PENTOL SO_3分析仪,首次对5个典型的烧结(球团)工程实施SO_3测试,研究其SO_3排放特征及现有设备的SO_3脱除规律。测试结果表明:烧结(球团)烟气SO_3排放浓度为9.1～145.2 mg·m~(-3),高于燃煤电厂的SO_3排放量,这主要与烧结(球团)工程原料、燃料含硫量有关;烟气治理工艺全流程的总SO_3脱除效率为79.93%～93.75%,且循环流化床干法脱硫+袋式除尘器的工艺组合对SO_3的脱除性能明显优于石灰石-石膏湿法脱硫。针对高SO_3的烧结(球团)项目(723.6 mg·m~(-3))首次实施碱喷射脱SO_3改造,工程实验表明,不同摩尔比(Na_2:SO_3)亚硫酸氢钠干粉喷射后,SO_3排放浓度降幅显著,烟气治理工艺全流程的SO_3总脱除效率从79.70%提高至96.31%～99.25%,电除尘器前后喷射(摩尔比(0.5+0.5)∶1)时SO_3排放浓度最低,为5.3 mg·m~(-3);NO_x、SO_2和颗粒物排放均满足超低排放限值要求。研究结果可为后续烧结(球团)烟气的SO_3排放控制提供参考。     

氧化锰共生矿烟气脱硫的机理及影响因素

利用南非的氧化锰共生矿进行烟气脱硫,研究了共生锰矿烟气脱硫性能及其机理,并考察了锰矿粒径、反应温度、液固比、进气流量、进口SO_2浓度等因素对脱硫率的影响。结果表明,氧化锰共生矿中主要的锰化合物是MnO_2、Mn_2O_3和MnCO_3,烟气脱硫过程主要存在4种方式:MnO_2与SO_2发生氧化还原反应生成硫酸锰;液相中Mn~(2+)催化氧化SO_2产生硫酸;MnCO_3与硫酸反应生成硫酸锰;Mn_2O_3与硫酸反应后生成的MnO_2可以继续与SO_2进行脱硫反应,但是Mn_2O_3与SO_2直接反应的活性较差。氧化锰共生矿烟气脱硫的最佳工艺参数为:锰矿粒径200目、反应温度80℃、液固比10:1以及进气流量600mL·min~(-1)。     

单塔双区高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺在大型火电厂中的应用

主要介绍了单塔双区高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺原理、流程及技术特点。结合某2×300MW热电厂采用该脱硫工艺的实际运行情况,分析了该工艺的技术参数、脱硫效率以及SO2排放浓度。结果表明,该工艺脱硫效率可达99%以上,出口SO2质量浓度能控制在50mg/m3以内,对于高含硫烟气或对脱硫效率要求特别高的项目是非常适用的。     

诺模图法估算二氧化硫排放

为了防止二氧化硫污染大气,环境工作者经常会遇到排放烟气中SO_2量以及脱硫效率方面的计算问题。本文介绍一种简易的算法,即可根据燃料(煤或燃料油)中硫的百分     

基于实测的燃煤电厂烟气协同控制技术对SO_3去除效果的研究

选取国内10台典型燃煤电厂发电机组,对其主要烟气控制设备进出口SO_3浓度进行实测。结果发现,选择性催化还原(SCR)反应器的主要功能是脱硝,而低低温电除尘器、湿法脱硫装置和湿式静电除尘器具有很好的脱硫效果。实测得到某典型发电机组负荷率分别为75%、100%的工况下,SO_3综合脱除率可达89.67%、93.98%。因此,SCR反应器/低低温电除尘器/湿法脱硫装置/湿式静电除尘器联用是良好的脱硫脱硝烟气协同控制技术。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。     

聚苯胺基复合吸收剂对烟气中SO_2的吸附

聚苯胺(PANI)作为吸收剂,可有效地吸附烟气中的SO_2。不同于其他吸收剂的是聚苯胺具有较高的热稳定性。但聚苯胺本身为团聚结构,在脱硫过程中颗粒之间会相互融合,使其脱硫效率降低。采用凹凸棒、硅藻土、蛭石与苯胺复合制备聚苯胺基复合吸收剂,对烟气中的SO_2进行吸附,可有效减少聚苯胺颗粒之间的相互接触,避免聚苯胺颗粒在脱硫过程中颗粒之间的融合。实验结果表明,聚苯胺基复合吸收剂吸附SO_2实质上是其中的聚苯胺对SO_2的吸附,吸附原理主要为化学吸附,当吸附温度为100~180℃时,吸附效果较好;吸附剂可循环使用,且仍然具有优良的吸附容量;相对于纯的聚苯胺,聚苯胺与凹凸棒、硅藻土和蛭石复合之后的吸收剂对SO_2的吸附效果显著提高。     

烟气中多种污染物协同脱除的研究

烟气中多种污染物协同脱除是烟气净化领域的研究热点.在现有烟气脱硫技术研究的基础上,对活性焦干法、多级增湿半干法、氧化性添加剂湿法以及等离子体湿法这4种烟气污染物协同脱除技术进行了系统的研究.研究发现,以活性焦为载体添加适当的催化剂能够实现在高效脱硫基础上的同时脱硝;多级增湿半干法技术提高了脱硫剂颗粒在吸收塔内反应全过程的含湿均匀性,通过添加复合促进剂可以提高反应速率,强化烟气中SO_2、NO_X等污染物协同脱除;在传统的湿法烟气脱硫技术中,向脱硫剂中加入KMnO_4和NaClO_2等强氧化剂或者采用等离子体前置氧化,能够有效的将难吸收的NO氧化成NO_2、HNO_2和HNO_3,最终实现同时脱硫脱硝.     

基于气液悬浮旋切掺混的气动旋流塔脱硫性能测试与分析

为了研制低运行能耗和高脱硫效率的新型脱硫塔,以满足国家最新环保超低排放标准,采用基于气液悬浮旋切掺混的气动旋流塔脱除燃煤烟气中的SO_2污染物,对其内部气动旋流单元的强化传质脱硫性能进行探究,考察了空塔喷淋段和气动旋流段的喷淋层位置和液气比对脱硫效率及系统阻力的影响,并对气动旋流单元的脱硫效率进行了理论计算模拟。结果表明:喷淋层距浆液池高度越高,液滴在吸收区停留的时间越长,脱硫效率越高,系统运行阻力也越大;增加液气比,可显著提高系统的脱硫效率,单层喷淋层阻力约为150 Pa;在低pH工况下,SO_2吸收过程为液膜控制,气动旋流单元的脱硫效率较低;随着pH的增大,SO_2吸收过程逐渐由液膜控制转变为双膜甚至气膜控制,气动旋流单元的脱硫效率逐渐增强;当pH=5时,液气比=25 L·m~(-3),5层喷淋层运行工况下的脱硫效率高达99.82%。气动旋流单元的脱硫效率模拟计算结果表明:在高pH下,气动旋流单元的脱硫效率更高;当pH=5.5时,气动脱硫单元的脱硫效率为62.56%,阻力为360 Pa,实验数据与理论计算曲线吻合较好。以上研究结果可为新型高效燃煤机组脱硫超低排放改造技术的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

醇胺离子液体对烟气硫的高效脱除

燃煤烟气中的SO_2对人体健康和生态环境危害很大,传统的除硫装置大都存在二次污染。离子液体作为新型吸收剂有着广泛的应用前景。制备柠檬酸三乙醇胺离子液体作为脱硫剂,在模拟烟气条件下对SO_2的吸收性能进行研究。结果表明:柠檬酸三乙醇胺离子液体具有高效脱硫性能,在70 min时脱硫率仍能达到80%以上;温度升高不利于脱硫过程的进行;而SO_2浓度增加,离子液体的吸收量增加;离子液体的解吸工艺简单,在90℃下加热80 min可完全解吸,再生性能良好。柠檬酸三乙醇胺离子液体对SO_2的吸收主要以化学吸收为主,同时伴有物理吸收过程,吸收摩尔比达到3.38~3.68 mol·mol~(-1)。     

燃煤电厂SO3排放特征及其脱除技术

通过现场实测和文献调研相结合的方式,对目前燃煤电厂SO_3排放特征进行较全面的表征,排放浓度为0.3～22.7 mg·m~(-3),按10 mg·m~(-3)和5 mg·m~(-3)排放限值考核,达标率分别为89.8%、66.7%。对现有除尘、脱硫设备及新技术的SO_3脱除能力进行定量分析,常规电除尘器对SO_3脱除率仅为10%～20%;低低温电除尘技术可达95%以上;电袋复合除尘器可达80%以上;常规石灰石石膏湿法脱硫技术多在30%～60%,采用旋汇耦合、双托盘等技术后,SO_3脱除率可达90%以上;金属板式湿式电除尘器多在50%～80%,导电玻钢管式湿式电除尘器多在60%～90%;碱基干粉或溶液喷射技术均可达到80%以上的SO_3脱除效果;烟气冷凝相变凝聚技术在消除有色烟羽的同时,也具有一定的SO_3脱除效果。根据不同SO_3脱除技术对比结果,碱基喷射技术不仅可以实现较高SO_3脱除效果,还可有效解决空预器的腐蚀、堵塞等问题,将是未来解决高浓度SO_3问题的主流技术方向。     

制糖滤泥用于燃煤烟气的脱硫

介绍了以碳酸法制糖产生的固体废弃物——制糖滤泥作为脱硫剂进行湿法烟气脱硫的工程应用实例,分析比较了该工艺的运行状况、优势及成本。工程投产后,运行稳定,二氧化硫排放浓度可达到(85±10)mg/m3,远低于《山东省火电厂大气污染物排放标准》(DB37/664-2013)中的排放标准限值,与传统的石灰石/石灰湿法脱硫相比,燃煤烟气的脱硫运行费用降低了24.4%;同时,利用制糖滤泥作为脱硫剂进行烟气脱硫,彻底解决了制糖滤泥的处理难题,实现了废物资源化,提高了碳法制糖企业和燃煤企业的经济效益。     

螺旋切割强化湿法烟气脱硫的传质动力学

针对开发的新型静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术,根据双膜理论从动力学角度建立了静态螺旋切割强化Ca(OH)_2溶液吸收烟气SO_2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量对传质速率的影响。结果表明:模型能较好地描述静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫的实际过程,理论计算与实验数据都发现,烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量的增加均有助于提高传质速率;但当脱硫剂浓度大于5%时,传质速率随脱硫剂浓度的增加改变不大。     

利用纯碱厂碱性废液进行烟气脱硫(FGD)工艺试验研究

纯碱厂在生产纯碱过程中要排放出大量碱性废液 ,如果利用其作为净化锅炉烟气的脱硫剂 ,不仅减低了脱硫剂费用 ,而且消除了SO2 污染。本文在简单分析旋流板塔式除尘脱硫装置的结构和工作原理的基础上 ,探讨了利用碱性废液进行烟气除尘脱硫的主要影响因素 ,并找出了最佳操作条件。试验结果表明 :利用纯碱厂排放的碱性废液———一次盐泥进行锅炉烟气脱硫可以取得较高的净化效率 ,同时解决了因为碱性废液排放而给周围水域带来的污染。旋流板塔式除尘脱硫装置结构简单 ,脱硫效率高 ,并且运行安全稳定 ,是一项值得推广的技术     

电袋复合除尘+湿法脱硫工艺脱除多污染物的效果研究

为考察电袋复合除尘+湿法脱硫的超低排放工艺路线对多污染物的脱除能力,以某燃煤电厂已实施超低排放的660 MW机组配套的电袋复合除尘器和湿法脱硫塔为研究对象,对其进出口烟气中的烟尘、微细烟尘(PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1)、Hg、SO_2、SO_3浓度进行测试,进而通过计算得出电袋复合除尘器及湿法脱硫塔对相应污染物的脱除效率。结果表明:在正常工况条件下,电袋复合除尘器对烟尘及微细烟尘的脱除效率高达99%以上,湿法脱硫对烟尘及微细烟尘的脱除效率均为40%左右;电袋复合除尘器对颗粒Hg的脱除效率达99.72%,对气态Hg的脱除效率为75.58%,湿法脱硫塔对气态Hg的脱除效率为57.24%;电袋复合除尘器对SO3的脱除效率达82.35%,湿法脱硫塔对SO_3的脱除效率为40.00%。电袋复合除尘+湿法脱硫的超低排放工艺路线可脱除99%以上的烟尘及微细烟尘,对总Hg的脱除效率为90.11%,对SO_3的脱除效率为89.41%,是一种可行的多污染物减排工艺路线。     

中国燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展前景

本文在综述我国燃煤中小型锅炉和电站锅炉烟气脱硫技术现状的基础上，分析了我国燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展前景．分析结果指出：我国中小型燃煤锅炉烟气脱硫技术近期是以完善湿法脱硫技术为主，远期将大力发展干法脱硫技术；在电站锅炉烟气脱硫方面，规模较小的电站锅炉将以喷雾干燥法为主要发展方向，大型电站锅炉近期仍以湿式石灰石－石膏法为主，远期将大力发展电子束辐照氨法脱硫脱硝技术。     

硅钙渣用于烟气脱硫的可行性

根据硅钙渣的化学成分、物相组成和粒径分布分析了其用于烟气脱硫的可行性,并进行了模拟烟气脱硫实验,结果表明,硅钙渣中含有大量的碱性氧化物,且粒径分布满足脱硫要求;其浆液脱硫效率高,脱硫持续时间长,而且还能较好地适应烟气中SO_2浓度的变化。当浆液浓度从1%增加到7%,脱硫效率为100%的持续时间从275 min增加到1 900 min。在相同条件下,硅钙渣的脱硫性能优于石灰石,因此,硅钙渣用于烟气脱硫是可行的。     

稀土氧化物在烟气脱硫过程中的应用研究进展

目前烟气脱硫是控制ＳＯ２排放最有效的途径之一。本文综述了以稀土氧化物作为吸收剂或催化剂在烟气脱硫过程中应用的研究进展,重点介绍了稀土氧化物吸收或催化脱硫反应的机理及特殊性能,并对稀土氧化物材料吸收或催化脱硫方法的特点及应用前景进行了讨论。     

锰掺杂SnO2复合材料对烟气零价汞的去除研究

燃煤电厂烟气是中国最重要的人为汞排放源之一,如何控制燃煤烟气汞排放关系着中国履行《关于汞的水俣公约》的成效。通过共沉淀法制备了锡-锰二元金属氧化物(MnO_x-SnO_2)复合材料,对其结构进行了表征,并考察了其对烟气零价汞(Hg~0)的吸附性能。结果表明,在200℃时Hg~0的去除率最高,能达到86.0%;烟气中的O_2能促进Hg~0的去除,而SO_2则抑制Hg~0的去除。MnO_x-SnO_2去除Hg~0的机理是烟气Hg~0首先被吸附在复合材料表面,被MnO_x催化氧化成Hg~(2+),一部分被表面的吸附氧捕捉从而形成HgO,一部分与锡结合形成锡汞齐。