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焦化廠廢氣處理后的脫硫產物的主要化學成分是什么

來源:環保設備     添加時間:2023-01-05 22:22:15

焦化廠廢氣處理后的脫硫產物的主要化學成分是什么

石灰石—石膏法是目前使用中最廣泛的一種煙氣脫硫法,它能高效脫除煙氣中的硫.

脫硫廢水的處理主要是以化學、機械方法分離重金屬和其它可沉淀的物質,如氟化物、亞硫酸鹽和硫酸鹽.以Ca(OH)2與煙氣反應,過程中同時產生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物,以分離氟化物、亞硫酸鹽、硫酸鹽等鹽類物質.

所以石膏的主要成分是CaSO4

煙氣脫硝的方法

煙氣脫硝,是指把已生成的NOX還原為N2,從而脫除煙氣中的NOX,按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝。主要包括:酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、吸附法、離子體活化法等。國內外一些科研人員還開發了用微生物來處理NOX廢氣的方法。

由于從燃燒系統排放的煙氣中的NOx,90%以上是NO,而NO難溶于水,因此對NOx的濕法處理不能用簡單的洗滌法。煙氣脫硝的原理是用氧化劑將NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或堿性溶液吸收,從而實現脫硝。O3氧化吸收法用O3將NO氧化成NO2,然后用水吸收。該法的生成物HNO3液體需經濃縮處理,而且O3需要高電壓制取,初投資及運行費用高。ClO2氧化還原法ClO2將NO氧化成NO2,然后用Na2SO3水溶液將NO2還原成N2。該法可以和采用NaOH作為脫硫劑的濕法脫硫技術結合使用,脫硫的反應產物Na2SO3又可作為NO2的還原劑。ClO2法的脫硝率可達95,且可同時脫硫,但ClO2和NaOH的價格較高,運行成本增加。

煙氣脫硝的方法主要包括:

酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法、吸附法、離子體活化法等。

中文名稱:煙氣脫硝

英文名稱:De-NOx (Denitration)。

定義:燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程 。

煙氣脫硝特點:

高效除塵、脫硫、脫氮、脫汞一體化技術裝備的微分捕獲微分處理系統,高于傳統技術三個吸收塔的串聯疊加,接近于百分百脫除效率的根本,在于能夠同時采用三種不同性質的循環工質循環。

出廠標準嚴格執行GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》,即煙塵PM1.0≤20mg/m,二氧化硫SOx≤50mg/m,氮氧化物NOx≤100mg/m,金屬汞Hg含量≤0.03mg/m,或者是達到業主的要求。

吸收塔使用壽命大于30年,保修三年,沒有跑、冒、滴、漏、滲、堵現象發生。三臺耐酸、耐堿、耐摩擦工質循環泵,以及其它標準件的保修時間,按照其相應行業標準執行。

燃煤含硫量低于3%以及粉塵量大的用戶,基本不需要特別添加熟石灰類物質作為脫硫劑、脫硝劑。煙氣含硫量高、粉塵量大和需要處理的污水量愈大,愈發能夠體現所擁有的優點和優勢。

更多了解····萊特.萊德····煙氣脫硫(FGD)是工業行業大規模應用的、有效的脫硫方法。按照硫化物吸收劑及副產品的形態,脫硫技術可分為干法、半干法和濕法三種。干法脫硫工藝主要是利用固體吸收劑去除煙氣中的SO2,一般把石灰石細粉噴入爐膛中,使其受熱分解成CaO,吸收煙氣中的SO2,生成CaSO3,與飛灰一起在除塵器收集或經煙囪排出。濕法煙氣脫硫是采用液體吸收劑在離子條件下的氣液反應,進而去除煙氣中的SO2,系統所用設備簡單,

運行穩定可靠,脫硫效率高。干法脫硫的最大優點是治理中無廢水、廢酸的排出,減少了二次污染;缺點是脫硫效率低,設備龐大。濕法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2,所用設備比較簡單,操作容易,脫硫效率高;但脫硫后煙氣溫度較低,設備的腐蝕較干法嚴重。

石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝石灰石(石灰)濕法脫硫技術由于吸收劑價廉易得,在濕法FGD領域得到廣泛的應用。

以石灰石為吸收劑反應機理為:

吸收:SO2(g)→ SO2(L)+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-

溶解:CaCO3(s)+H+ → Ca2++HCO3-

中和:HCO3- +H+ →CO2(g)+H2O

氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+

SO32- +1/2O2→SO42-

結晶:Ca2++SO32- +1/2H2O →CaSO3·1/2H2O(s)

該工藝的特點是脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低(一般<1.05)

、脫硫石膏可以綜合利用等。缺點是基建投資費用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等。

海水煙氣脫硫海水煙氣脫硫工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。脫硫過程不需要添加任何化學藥劑,也不產生固體廢棄物,脫硫效率>92%,運行及維護費用較低。煙氣經除塵器除塵后,由增壓風機送入氣-氣換熱器降溫,然后送入吸收塔。在脫硫吸收塔內,與來自循環冷卻系統的大量海水接觸,煙氣中的二氧化硫被吸收反應脫除,海水經氧化后排放。脫除二氧化硫后的煙氣經換熱器升溫,由煙道排放。

海水煙氣脫硫工藝受地域限制,僅適用于有豐富海水資源的工程,特別適用于海水作循環冷卻水的火電廠,但需要妥善解決吸收塔內部、吸收塔排水管溝及其后部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問題。其工藝流程見圖1。

噴霧干燥工藝噴霧干燥工藝(SDA)是一種半干法煙氣脫硫技術,其市場占有率僅次于濕法。該法是將吸收劑漿液Ca(OH)2在反應塔內噴霧,霧滴在吸收煙氣中SO2的同時被熱煙氣蒸發,生成固體并由除塵器捕集。當鈣硫比為1.3~1.6時,脫硫效率可達80%~90%。半干法FGD技術兼干法與濕法的一般特點。其主要缺點是利用消石灰乳作為吸收劑,系統易結垢和堵塞,而且需要專門設備進行吸收劑的制備,因而投資費用偏大;脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/石膏法高。

噴霧干燥技術在燃用低硫和中硫煤的中小容量機組上應用較多。國內于1990年1月在白馬電廠建成了一套中型試驗裝置。后來許多機組也采用此脫硫工藝,技術已基本成熟。

電子束煙氣脫硫工藝(EBA法)電子束輻射技術脫硫工藝是一種干法脫硫技術,是一種物理方法和化學方法相結合的高新技術。該工藝的流程是由排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的沖入、電子束照射和副產品捕集工序組成。鍋爐所排出的煙氣,經過集塵器的粗濾處理之后進入冷卻塔,在冷卻塔內噴射冷卻水,將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度(約70℃)。煙氣的露點通常約為50℃。通過冷卻塔后的煙氣流進反應器,注入接近化學計量比的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入,加入氨的量取決于SOx和NOx濃度,經過電子束照射后,SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應,生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。脫硫率可達90%以上,脫硝率可達80%以上。此外,還可采用鈉基、鎂基和氨作吸收劑,一般反應所生成的硫酸銨和硝酸銨混合微粒被副成品集塵器分離和捕集,經過凈化的煙氣升壓后向大氣排放。

一、脫硝工藝簡述

1、

脫硝工藝介紹

氮氧化物(NOx)是在燃燒工藝過程中由于氮的氧化而產生的氣體,它不僅刺激人的呼吸系統,損害動植物,破壞臭氧層,而且也是引起溫室效應、酸雨和光化學反應的主要物質之一

。世界各地對NOx的排放限制要求都趨于嚴格,而火電廠、垃圾焚燒廠和水泥廠等作為NOx氣體排放的最主要來源,其減排更是受到格外的重視。

目前全世界降低電廠鍋爐NOX排放行之有效的主要方法大致可分為以下四種:

(1)低氮燃燒技術,即在燃燒過程中控制氮氧化物的生成,主要適用于大型燃煤鍋爐等;低NOX燃燒技術只能降低

NOX 排放值的30~50%,要進一步降低NOX 的排放, 必須采用煙氣脫硝技術。

(2)選擇性催化還原技術(SCR, Selective

Catalytic

Reduction),主要用于大型燃煤鍋爐,是目前我國煙氣脫硝技術中應用最多的;

(3)選擇性非催化還原技術(SNCR,Selective

Non-Catalytic

Reduction),主要用于垃圾焚燒廠等中、小型鍋爐,技術成熟,但其效率低于SCR法;投資小,建設周期短。

(4)選擇性催化還原技術(SCR)+選擇性非催化還原技術(SNCR),主要用于大型燃煤鍋爐低NOx排放和場地受限情況,也比較適合于舊鍋爐改造項目。

信成公司將采用選擇性非催化還原法(SNCR)技術來降低電廠鍋爐NOx排放。為此,將電廠SNCR脫硝法介紹如下:

2、選擇性非催化還原法(SNCR)技術介紹

1)

SNCR脫硝簡述

SNCR 脫硝技術是一種較為成熟的商業性 NOx控制處理技術。SNCR 脫硝方法主要是將還原劑在850~1150 ℃ 溫度區域噴入含

NOx 的燃燒產物中, 發生還原反應脫除 NOx , 生成氮氣和水。SNCR 脫硝在實驗室試驗中可達到 90%以上的 NOx脫除率。在大型鍋爐應用上,

短期示范期間能達到75%的脫硝效率。SNCR 脫硝技術是 20世紀 70 年代中期在日本的一些燃油、燃氣電廠開始應用的, 80

年代末歐盟國家一些燃煤電廠也開始了SNCR 脫硝技術的工業應用, 美國 90 年代初開始應用 SNCR 脫硝技術, 目前世界上燃煤電廠SNCR

脫硝工藝的總裝機容量在 2GW 以上。

本工程SNCR 脫硝系統選用的脫硝劑是氨水。將氨水稀釋成一定比例的稀氨水, 用輸送泵送至爐前噴槍。

2)

SNCR工作原理

選擇性非催化還原(SNCR)脫硝工藝是將含有 NHx 基的還原劑(如氨氣、

氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為850℃-1150℃的區域,還原劑通過安裝在屏式過熱器區域的噴槍噴入,該還原劑迅速熱分解成 NH3和其它副產物,隨后 NH3

與煙氣中的 NOx 進行 SNCR 反應而生成

N2和H2O。

3)SNCR系統組成

本方案采用典型的SNCR脫硝工藝,其系統主要由本系統主要包括:卸氨模塊(還原劑制備模塊)、還原劑儲存模塊、濃度調整(稀釋)模塊、計量分配模塊、噴射模塊以及SNCR控制模塊等六部分組成。

4)SNCR工藝流程

SNCR的典型工藝流程為:還原劑—>鍋爐/窯爐(反應器)—>除塵脫硫裝置—>引風機—>煙囪。還原劑以氨水(尿素溶液)為主,20%氨水溶液(或尿素需增加制備模塊制成尿素溶液)經輸送化工泵送至靜態混合器,與稀釋水模塊送過來的軟化水進行定量的混合配比,通過計量分配裝置精確分配到每個噴槍,然后經過噴槍噴入爐膛,實現脫硝反應。如下圖所示:

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5)SNCR反應過程

1、NH3 作為還原劑:

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

2、尿素作為還原劑:

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O

CO(NH2)2+ H2O—>2NH3+CO2

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

6) SNCR技術特點

SNCR技術特點:

1、脫硝效率可達75%。

2、氨逃逸較高8~12ppm。

3、系統簡單,投資省。

4、無催化劑,運行費用省。

5、占地面積小。

SNCR技術投資成本低,建設周期短,脫硝效率中等,比較適用于缺少資金的發展中國家和適用于對現有中小型鍋爐的改造。這種技術的不足之處就是 NOx的脫除效率不高,氨逃逸比較高。所以單獨使用 SNCR技術受到了一些限制。但對于中小型機組或老機組改造,由于它在經濟性能方面的優勢,仍不失其吸引力。

SNCR法不使用催化劑,采用爐膛噴射脫硝,氨還原NOx在850-1150℃這一狹窄溫度范圍內進行。噴入的氨與煙氣良好混合是保證脫硝還原反應充分進行、使用最少量氨達到最好效果的重要條件。若噴入的氨未充分反應,則泄漏的氨會影響鍋爐爐尾部受熱面,不僅使煙氣飛灰容易沉積在受熱面,且煙氣中氨遇到三氧化硫會生成硫酸氨,易堵塞空氣預熱器,并有腐蝕危險。

目前,國外對 SNCR的研究除了進一步提高其效率和安全性之外,另一個重點是對 SNCR和其它脫硝技術的聯合應用的研究。

7)工藝流程簡圖(氨水或尿素為還原劑)

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3 SNCR工藝的經濟性分析

SNCR工藝以鍋爐爐膛為反應器,可通過對鍋爐外圍的改造來實現對煙氣的脫硝,工程建設周期短,其投資成本和運行成本與其它脫硝技術相比都是比較低的,因此非常適合對現有鍋爐進行改造,特別適合于中小型鍋爐的脫硝改造。一方面在較低投資條件下有效提高了脫硝的效率,另一方面,也很好的控制了氨逃逸,為國家環保事業做出了貢獻。

4、氨水泄漏等安全防護措施

4.1濃氨水對人體的危害及防范措施和處理

氨水對人體的侵入途徑為吸入和食入,吸入后對鼻、喉和肺有刺激性引起咳嗽、氣短和哮喘等;可因喉頭水腫而窒息死亡;可發生肺水腫,引起死亡。氨水濺入眼內,如不采取急救措施,可造成角膜潰瘍、穿孔,并進一步引起眼內炎癥,最終導致眼球萎縮失明。皮膚接觸可致灼傷。慢性影響,反復低濃度接觸,可引起支氣管炎。皮膚反復接觸,可致皮炎,表現為皮膚干燥、癢、發紅。

防護措施:呼吸系統防護,可能接觸其蒸氣時,應該佩戴防毒面具;緊急事態搶救或逃生時,建議佩戴自給式呼吸器。眼睛防護,戴化學安全防護眼睛。穿防護服,戴防化學品手套。工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作后,淋浴更衣,保持良好的衛生習慣。

一旦氨水沾污皮膚,先用清水或2%的食醋液沖洗,至少15分鐘。若有灼傷,就醫治療。若皮膚局部出現紅腫、水泡,可用2%食醋液沖洗。如果眼睛接觸,立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗至少15 分鐘?;蛴?%硼酸溶液沖洗,立即就醫。如果吸入,迅速脫離現場至空氣新鮮處,保持呼吸暢通。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時,立即進行人工呼吸,就醫。若鼻粘膜受到強烈的刺激,可滴入1%的麻黃素溶液,重者應吸入糜蛋白酶。誤服者立即漱口,口服稀釋的醋或檸檬汁,就醫。

4.2、泄漏應急處理

泄漏量較大,應停運脫硝系統。疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區,在明顯處張貼通告,告知其他人本區域有氨泄漏。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,在確保安全情況下堵漏。用大量水沖洗,經稀釋的氨水放入廢水系統。用沙土、石頭或其它惰性材料吸收,然后以少量加入大量水中,調節至中性,再放入廢水系統。如大量泄漏,利用圍堤收容,然后收集、轉移、回收或無害處理后廢棄。應采用便攜式氨檢測器,檢查并確認空氣中的氨濃度低于20ppm。

4.3、氨區管理要求

a、氨區周圍墻完整,并掛有“嚴禁煙火”等明顯的警告標示牌。氨區內要保持清潔,不準儲存其它易燃品和堆放雜物,不準搭建臨時建筑。

b、氨區周圍消防通道要保持暢通。禁止任何車輛進入氨區。

c、氨區必須配備足夠數量的滅火器,氨罐噴淋系統要定期進行檢查試驗。滅火器要定期進行檢驗,發現失效要及時更換。

d、在氨區進行作業的人員必須持有上崗證,應充分掌握氨區系統設備并了解氨氣的性質和有關的防火、防爆規定,向作業人員提供安全防護裝置(防護手套、護目鏡、能過濾氨的面罩、防護服等)并定期維護。

e、在現場應備有洗眼、快速沖洗裝置。

f、氨區卸氨時要有專人就地檢查,發現跑、冒、漏立即進行處理。嚴禁在雷雨天和附近地區發生火警時進行卸氨工作。

 


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