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燃煤烟气脱硫脱氮一体化工艺及技术研究

杨柳  
【摘要】: 石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前技术最成熟、应用最广泛的脱硫工艺,在可预见的将来,典型的石灰石一石膏法仍将占据主要地位。而随着国家《火电厂大气污染物排放标准》的提高和《排污费征收使用管理条例》的实施,对氮氧化物的控制,必将提高到新的地位,因此,对石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺进行适当的改造使之同时具有脱氮能力,是今后脱氮技术研究的一个重点。加入添加剂后,使石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺同时具有脱氮能力,是本研究的重点内容。这既是国内外领先的研究内容,也是中国国电集团公司下达国电环境保护研究院的重点研究项目。本研究的全部试验研究在该研究院完成。 研究从以下几个方面展开: 1、收集和消化国外最新的脱氮技术和工艺,掌握世界上最新的脱氮技术;调研国内最新脱氮技术的研究内容和手段,摸清国内的脱氮现状;针对国内外的脱氮研究现状,制定适合我国火电厂现状的脱氮技术的研究重点和思路。 2、通过小试,对数种添加剂进行初步筛选,得出尿素在脱氮过程中有着非常明显的作用。以此作为添加剂具有价廉、易得的优点,故将之定为进一步小试的添加剂。在进一步小试中,对吸收反应的pH值、吸收反应气液接触时间、吸收反应温度、烟气中NO_x的氧化度以及添加剂的加入量等因素进行优化,找出最佳的工艺条件,为下一阶段的中试打下基础。 3、中试所使用的设备是国电环境保护研究院的简易湿法脱硫工艺试验装置,将该系统改造后用于脱硫脱氮一体化工艺试验。研究过程中,探索了尿素添加剂在湿法烟气脱硫脱氮吸收反应中的作用、特性、反应速率、反应机理以及各种工艺条件对脱硫脱氮效率的影响。结果表明:在简易湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统的石灰石浆液中添加尿素后,其有着较好的脱氮能力。 在简易湿法石灰石-石膏烟气同时脱硫脱氮工艺试验台上运用尿素作添加剂,按小试得出的最佳工艺条件进行试验,烟气中SO_2的脱除效率达到90%以上,NO_x的脱除效率可达到50%以上。 4、在确认尿素具备脱氮能力后,又从热力学上对尿素作添加剂湿法烟气同时脱硫氮吸收反应的可行性和限度进行分析计算,结果表明:该吸收反应不仅是可行的,而且在通常情况下,有着非常高的脱氮效率。 5、通过对反应产物的分析可知,如果排浆后的浓吸收液不进行强制氧化,反应后吸收液中含有大量的亚硫酸盐,这样生成的石膏副产品将无法使用。但通过曝气氧化处理后,有90%以上的亚硫酸根转化为硫酸根。经脱水分离,副产品石膏中的半水亚硫酸钙的含量非常低,对石膏的正常应用无任何影响。化学分析还表明,添加尿素后,添加剂对原工艺系统和副产品的影响皆可忽略。 6、经济技术分析表明:尿素作添加剂湿法烟气同时脱硫脱氮工艺具有投资省、运行费用低、对原有的WFGD系统无不良影响,有着广阔的应用前景,其应用将会产生很好的经济效益,与同时投产WFGD和SCR系统相比,可节约大量的资金。 7、通过对SO_2和NO_x吸收过程的分析可知,在尿素作添加剂石灰石-石膏湿法烟气同时


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