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燃煤烟气脱硫脱硝脱汞技术研究进展
随着环保要求的不断提高,燃煤设施都将面临加强控制SO2,NO和汞排放的问题,因此开发经济高效的脱硫脱硝脱汞的新技术已迫在眉睫。本文介绍了传统的以及目前国内外新兴的烟气脱硫脱硝脱汞技术,并分析了这些技术的优点和缺点,最后对其发展前景作了展望。
燃煤,烟气净化技术,脱硫,脱硝,脱汞Research Status and Development of the Technologies for SO2, NOx and Mercury Control from Coal-fired Flue Gas
Abstract With the improvement of environmental quality standards, most coal-fired instruments will face greater control of SO2, NOx and mercury emissions problems, so the research and development of the cost-effectively new technologies for desulfurization, denitrification and mercury reduction have been imminent. The typical technology was introduced and some advanced technologies for combined control of SO2 and NOx are reviewed. In addition, the advantages and disadvantages of these technologies are analyzed. Finally, the development of the prospects has been looked forward.
Key words coal-fired; flue gas control technology; desulfurization; denitrification; mercury reduction
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,因此由燃煤排放不容忽视。燃煤烟气含有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、汞(Hg)、烟尘和挥发性有机化合物(VOCs)等多种污染物。SO2 和NOx 是产生酸雨和光化学烟雾的元凶。汞具有生理毒性和生物积累作用,严重危害人类健康和生态环境,已成为人类关注的最重要的微量元素之一。近年来,由于燃煤量的增加,SO2,NOx和汞的排放量出现上升态势。1995年,我国SO2和NOx的排放总量分别为2370和1000万吨,而这一数值在2005年增加到了2549和2220万吨。根据Wang的估算,从1978年到1995年,中国燃煤向大气中排放汞的总量以每年4.8 %的速率增加,1995年汞排放总量已达213.8。因此,降低燃煤烟气中SO,NOx和汞的排放,对控制我国大气污染具有重要的意义1 传统烟气净化技术
1.1 脱硫
燃煤烟气脱硫(flue gas desulfurnization,FGD)发展时间比较长,由于SO2浓度低,烟气流量大,通常烟气脱硫十分昂贵。按在脱硫过程中是否回收利用反应后的吸收剂划分,可以将烟气脱硫的方法分为抛弃法和再生法。按照脱硫剂的状态也可以把烟气脱硫分为干法和湿法脱硫。主要的脱硫方法包括了石灰石/石灰法、双碱法、海水法、镁法、氨法、喷雾干燥法、循环流化床法和活性炭吸附法等。为了提高脱硫效率,实际应用时也采用不同方法的结合。美、日等发达国家解决其能源环境污染问题的主要手段还是依靠烟气脱硫,而无论从技术成熟度和费用因素来考虑,首选的依然是湿法石灰石脱硫工艺,全球范围来看,85%以上的烟气脱硫工程采用湿式石灰石或石灰/石膏工艺。1.1.1 石灰石或石灰/石膏湿法
石灰石或石灰/石膏湿法脱硫技术是利用SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应生成硫酸盐和亚硫酸盐,主要的影响因素为pH、液气比、钙硫比、气体流速、含固量、SO2浓度和吸收塔形式。吸收效果一般与传质阻力有关,石灰较石灰石的液相传质阻力小,相对来说去除效果要好。吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置,一般来讲脱除效率和操作可靠性是呈反相关的关系。长期以来,湿法烟气脱硫得到长足发展,研究主要围绕着解决实际运行的问题展开,比如设备腐蚀、管道结垢和堵塞、出口除雾器的堵塞,以及如何提高脱硫剂的利用率和脱硫产物的处理等等。为了改进脱硫效果,人们对石灰石或石灰湿法烟气脱硫进行了改进,比如添加己二酸或者硫酸镁等,也有采用碱金属盐溶液吸收SO2后用石灰或者石灰石再生,即双碱流程
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