湿式静电除尘、脱硫脱硝一体化技术研究分析

06-08 228

我国作为燃煤量居多的国家,煤炭燃烧严重污染了自然环境,大量的氮氧化物以及硫氧化物等污染物的排放,给居民的生产生活带来了极大的不便和破坏,因此必须要研究出有效地防止措施,不断探究新型的技术,减少污染物的排放带来的危害。本文主要对湿式静电除尘、脱硫脱硝一体化技术进行了研究分析,包括特点、实施现状和进展以及工艺等方面做出了具体的分析。

煤炭烟气中的细微颗粒物在控制方面存在较大难度,只有有效的对细微颗粒物进行控制,才能对当前的雾霾天气有所改善。目前我国的细微颗粒物的脱除效率比较低,难以满足当前工业化发展的进度和要求。而湿式静电除尘以及脱硫脱硝一体化技术的出现和使用可以有效对有害颗粒物进行脱除,提高了操作的效率以及水平,下面就来具体分析一下这两种技术。

 一、湿式静电除尘技术

 1.工作原理:湿式静电除尘技术的工作原理主要是将水雾喷向集尘板,在放电极的作用下,水雾形成强大的电晕,场内荷电作用后进一步雾化,其中电场力以及荷电水雾的碰撞拦截和吸附凝并共同对颗粒物进行收集,最终在电场力的作用之下达到集尘极被捕集。

 2.技术优势:湿式静电除尘技术通常是用于饱和烟气中颗粒物的脱除,与传统的干式电除尘器的振打清灰相比较而言,优势十分明显。首先湿式静电除尘技术是通过集尘极上形成连续的水膜高效清灰来实现的,它不受粉尘比的电阻影响,同时也没有反电晕以及二次扬尘的问题。除此之外湿润的环境使电场中存在大量的带电雾滴,这样就可以有效提高集尘的效率,缩短了集尘所需要的时间。最重要的是这样技术不仅可以有效去除烟尘中的微粒等,还能够同时脱除SO3、汞以及脱硫石膏等污染物,可以满足当前的污染物排放标准,对于改善世界的环境具有很重要的影响[1]

 

3.应用概况:

 

我国的湿式静电除尘技术主要是用于钢铁、化工以及冶金等领域。其中国内的很多高校也在对该项技术做出积极的研究与突破,例如山东大学和浙江大学等。除此之外,许多示范项目也在加紧探究,例如龙净环保正在对该技术进行自主研发,目前已经完成了20t/h的锅炉示范项目、菲达环保项目也在不断学习世界上的高科技技术,进一步促进国内湿式静电除尘技术的研究与开发。

 4.发达国家加的研究现状

 美国的湿式静电除尘技术起步较早发展较快,于2001就已经安装了调试流量为141.584m3/min管式湿式电除尘器,而且除尘脱除效率也十分可观,注重技术合作,在脱除效率上不断提高,取得了显著性的成效,有效地改善了美国的环境,降低了污染物对人类的危害。

 日本的湿式静电除尘技术在应用方面比较成熟,其中比较有代表性的就是日立以及三菱重工公司。在除尘器的研制上,壳体的研制喷嘴的设计以及放电极和集尘极的设计都十分精巧方便,壳体质地比较轻,运转情况也十分高效,能够有效吸收空气中的微粒以及硫硝等物质,对于污染物的净化来说,发挥了极大地作用。

 二、湿式静电除尘技术的进展方向

 目前研究团队正在向化工、制酸、造纸以及煤气化等领域进行研究与拓展。同时注重实施效果的稳定与高效。伴随着火电厂大气污染物排放新标准的实施,市场上对湿式静电除尘技术也有了更高的要求以及需求,在美国、欧洲、日本等发达国家已经建立了高效快捷的脱硫塔,能够有效脱除石膏雨以及硫等有害物质。我国也在加快研究步伐,不断向发达国家进行学习,引进先进的技术,争取在该领域能够不断赶超发达国家,适应国内工业化快速发展的需求。

 三、脱硫脱硝一体化技术

 

1.工作内容:脱硫脱硝一体化是有效改善煤炭烟气污染物排放的一项技术,该技术的运行主要是将烟气中的SO2以及NOX同时脱除来达到使脱硫以及脱硝技术组合成一套工艺流程的整合,实施这项技术的依据是根据目前我国大量污染物的排放现状决定的。

 

2.脱硫脱硝一体化技术能够使设备精简化、减少占地面积以及物资的投入使用、同时在运行和管理上也十分方便,除此之外它还具备结构紧凑的特点,产生的副污染物极少,因此目前受到人们的广泛关注。目前已经投入使用的一些脱硫脱硝技术取得了较大的成果。它们具备各自的优势以及独特的运行工艺,可以根据不同的需要进行选择,下面来具体了解一下比较成熟的一些脱硫脱硝一体化技术。

 

2.1再生脱硫脱硝工艺

 

这项技术是比较成熟的脱硫脱硝一体化技术,在操作的时候需要借助催化剂的固相吸收,通过物理以及化学的作用来实现脱硫脱硝一体化,按照吸收剂的种类不同,又可以分为活性炭法、CuO/Al2O3吸收法。

 

2.1.1活性炭吸收法,这个方法主要是通过除尘、降温和调湿来实现的,让燃煤发电机具有合适的温度、湿度以及氧含量,然后进入活性吸收塔进行循环利用。活性炭吸收法可以吸收烟尘重金属、以及其它的挥发性污染物,是能够同时脱除硫和硝之外的多种污染物的方法。在我国以及德国、日本已经进行了很好的工业化应用,该技术具有很好的推广前景。

 

2.1.2 CuO/Al2O3吸收法,这项技术在进行烟气的吸附以及脱除时,单质Cu被氧化成为了CuO,而CuOSO2进一步反应形成了CuSo4。这项工艺可以达到90%的脱硫率以及75%的脱硝率,而且不产生二次污染。但是由于吸附成本比较高,再生比较难,而且在催化的时候容易产生有毒物质发生中毒,所以在工业化中不宜于被利用。

 

2.2/固催化脱硫脱硝工艺

 

这项工艺是利用不同的固体催化剂来进行硝和硫的直接氧化或者还原,脱硫以及脱硝率都在90%以上。主要的工艺包括湿式洗涤并脱硝法、SNRB法、Parsons烟气清洁工艺等。

 

2.2.1 WSA-SNOx法(湿式洗涤并脱硝)

 

这种方法联合脱硝技术,采用了两种催化剂进行化学反应,脱除率很高,无二次污染物,运行维护要求低,能够得到硫酸副产品,同时还可以利用剩余的热量来提高锅炉的效率。缺点就是运送困难,储备困难,而且花费的能耗比较高。

 2.2.2 SNRB

 这是一种新型的高温净化机技术,可以同时完成脱硫脱硝以及烟尘的吸附,原理就是在省煤器之后喷入石灰水等吸收脱除SO2,并且利用滤袋中的催化剂来发生反应。这型工艺占地面积小。操作方便,适用范围相当广,目前已经被广泛利用,其中脱硝率也已经达到了90%以上[2]

2.2.3 Parsons烟气清洁工艺

这项工艺比较复杂,但是脱除效率很高,其中对有害烟气的处理量可以达到280m3/h。它的工作原理是将烟气、水蒸气、甲烷等进行混合,形成催化反应,还原后的烟气进行选择性吸收后在被转化为单质硫副产品。

 2.3 烟气循环流化工艺

 这项工艺又叫做CFB工艺,是德国LLB公司最先进行研发的,它属于半干法的脱硫技术,投资花费仅仅占湿式工艺的50%-70%,能够有效节约花费。但是它的排烟过程中需要加热,而且容易在排放过程中产生二次污染,因此这项工艺的脱硫效果难以得到有效保障。

 2.4液相脱硫脱硝工艺

 这项工艺主要包括络合吸收法、氯酸氧化法、以及尿素净化烟气法。络合吸收法再生困难,利用效率低花费费用高,因此不被广泛利用。氯酸氧化法可以在常温下进行,操作所需要的温度较低,占地面积也比较小,因此受到世界各国的广泛关注。尿素净化烟气法运行陈本低,但仍处于研究阶段。

 四、脱硫脱硝 一体化技术的研究方向

 现有的脱硫脱硝一体化技术在目前的市场上不具备有力的竞争力,因此要想被广泛使用,适应国家生产发展的需要,就要以提高效率为目标,不断降低成本、减少操作的环节、使操作环境的适应上具备广泛性。这样才能够推动在工业上的进一步利用。

为了适应当前污染严重的形势,符合新的排放政策要求,进一步完善湿式静电除尘以及脱硫脱硝一体化技术势在必行,必须吸收国际上的优秀成果,结合我国的具体情况进行调整,推动技术的进步与工业的应用。