废气处理技术应用

2022-09-10

长期以来, 世界大中工业城市都面临着越来越严重的大气污染。特别是近二三十年来, 西方发达国家汽车剧增, 导致一些城市产生危害极大的“光化学烟雾”。

由于我国是以燃煤为主的国家, 粉尘、SO2、NOx成了我国大气的首要污染物。从目前的情况来看, 粉尘已通过除尘设备得到了初步控制, SO2及N O x的污染已成为首要污染物。随着国家环境保护法规的加强和科技进步, 燃煤脱硫脱硝技术的开发和应用就成为我国解决上述问题的关键课题。

1 燃烧烟气脱硫脱硝技术

1.1 燃烧脱硫技术

目前控制燃煤S O2污染技术可分为三类, 即煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后烟气脱硫, 其中燃烧后烟气脱硫仍被认为是控制燃煤S O2污染最有效的途径。

燃烧后烟气脱硫 (FGD) 是目前世界上惟一大规模商业化应用的脱硫技术, 即以化学或者物理的方法从废气中脱除SO2, 是SO2减排技术中研究得较多进展较快的技术。按处理过程和物料状态可分为湿法、半干法和干法。按照生成物的处置方式分为回收法和抛弃法;按照脱硫剂是否循环使用分为再生法和非再生法。根据净化原理和流程, 可分为吸收法、吸附法、氧化法、还原法。

在已获得应用的烟气脱硫技术中, 湿式石灰石-石膏法、喷雾干燥法、L I A F C法、CDSI法是工艺成熟、应用较广的方法, 其工艺流程和经济性能见表1[1]。

1.2 燃烧脱硝技术

燃煤N O x排放控制可通过采用低氮燃烧技术的锅炉和烟气脱硝两种主要途径解决。低氮燃烧技术具有N O x脱除效率低和降低锅炉燃烧效率的缺点, 难以满足严格的排放标准要求。烟气脱硝技术可以实现80%以上的NOx脱除效率, 是当今彻底解决燃煤电厂烟气N O x污染的首选方法, 并已在发达国家获得较为广泛的应用。烟气NOx的脱除方法主要有: (1) 还原法, 包括选择性催化还原法 (S C R) 、选择性非催化还原法 (SNCR) 、炭还原法等; (2) 液体吸收法, 如水吸收法、酸吸收法、碱液吸收法、氧化吸收法、液相还原吸收法、液相络合吸收法等; (3) 催化分解法; (4) 生化法; (5) 吸附法和; (6) 离子体活化法等[2]。

2 国外主要脱硫脱硝技术的工艺研究

2.1 国外烟气脱硫技术现状[2]

从上个世纪中叶开始, 以日本、美国、德国等为代表的工业发达国家开始研究和应用FGD。烟气脱硫技术主要应用于以煤炭为燃料的工业企业, 尤其以燃煤电厂为主。湿式石灰或石灰石工艺始终占优势, 是工业FGD的主流工艺。回收再生工艺, 主要是亚钠循环和氧化镁法。无论末端控制烟气脱硫F G D装置发展的速度、数量和容量, 还是技术装备的水平, 日本、美国和德国均居于世界领先地位。它们各有特点和优势, 不尽相同[3]。

2.2 国外烟气脱硝技术现状

燃煤烟气氮氧化物脱除技术开发应用较晚, 上世纪8 0年代以后, 开始在燃煤电站进行工业示范, 美国、日本等发达国家逐步获得大规模应用。同时脱硫脱硝的烟气联合处理技术目前已成为燃煤电站烟气治理技术开发的方向, 有取代单纯烟气脱硝技术的趋势。由于, 火电厂烟气流量大, N O x浓度低, 上述众多方法中获得应用的主要为S C R和S N C R。电子束脱硫技术近年来也开始了工业示范。

2.3 国外联合脱硫脱氮技术现状

目前, 可以实现联合脱硫脱氮的技术有6 0余种。总体上, 联合脱除技术仍处在开发完善中, 目前仅在100MW-200MW规模的机组上进行工业示范试验, 其技术经济性能有待更多的商业应用实例验证。联合脱除技术一般可分为化学法和等离子体法。

3 国内烟气脱硫技术的应用

3.1 国内烟气脱硫技术应用

早在50年代, 我国就在硫酸工业和有色冶金工业中应用脱硫技术, 主要目的是回收硫资源。7 0年代开始从国外引进烟气脱硫装置, 主要跟踪和模仿国外技术路线, 国外湿法脱硫技术已成为我国烟气脱硫领域的主导技术。由于燃煤电厂烟气流量大、S02浓度低, 导致治理难度高, 长期以来研究发展缓慢。同时虽然众多单位从事烟气脱硫技术的开发, 但大都停留在工业小试或中试水平, 技术的工业化程度低。在国内烟气脱硫技术开发方面, 比较有代表性的为电子束脱硫技术、脉冲电晕脱硫技术和活性炭催化吸附脱硫技术, 另外在石灰石/石膏和简易湿法方面也进行了一些工作[4]。

3.2 我国烟气脱硝技术应用

目前, 我国在燃煤电厂N O x污染控制领域主要采用低氮燃烧技术, 依附国外技术和设备。在对烟气N O x脱除技术的开发方面尚处于起步阶段, 己有一些厂家引进了国外的S C R技术, 工程应用尚未开始。

3.3 我国烟气脱硫脱硝技术应用

电子束辐照烟气二氧化硫N O x联合脱除技术 (简称电子束脱硫技术) 同其他烟气脱硫技术相比, 具有一次性投资和运行费用较低, 可同时脱除S O2和N O x, 不产生二次污染物, 副产物硫酸按和硝酸钱可用作农用肥料, 烟气负荷跟踪能力强等特点实现了污染物资源的综合利用和硫氮资源的自然生态循环, 是当今最有前途的工业化烟气脱硫脱硝技术之一。

4 展望

随着能源需求的增长, SO2及N O x污染的控制越来越成为关系国计民生的头等大事。烟气脱硫脱硝和有效回收利用成为环境保护和资源循环再生利用的重大课题。发达国家在烟气净化技术道路的选择上, 都有自己的特点。我国应该从国情出发, 要因地制宜, 构造自己的技术路线。

脱硫脱硝技术发展到今天, 已经不是某个环节或者单元上的问题, 而是整个系统的优化和配套的问题, 常规问题已基本解决, 焦点在于探寻高效率、低成本和资源化。归纳起来我国在新世纪主要有三大目标:技术先进可靠;投资和成本低;副产物有出路。因此, 我国的烟气脱硫脱硝要从立法, 实用技术和确立技术路线三方面入手。

摘要：我国的经济高速发展导致大气严重污染, 空气质量不断降低, 尤其是S02及NOx的脱除己成为我国环保事业中一项最迫在眉睫的任务。因此, 本文探讨适合我国国情的烟气脱硫脱硝技术, 从技术和经济两方面对其加以研究, 并对国内外脱硫脱硝技术的发展进行初步的分析, 从而对我国未来废弃处理技术的发展作出展望。

关键词：废气,处理技术