國(guó)內(nèi)外鋼鐵廠脫硝現(xiàn)狀與研究進(jìn)展-南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)位論文范文模板參考資料(編輯修改稿)
2025-01-04 11:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 23］ 提出了利用高壓脈沖電暈放電對(duì)燃煤煙氣脫硫脫硝的新方法。該技術(shù)成本較低，無(wú)二次污染，可同時(shí)脫硫脫硝，形成的副產(chǎn)物可回收利用。正由實(shí)驗(yàn)室研究走向工業(yè)性試驗(yàn)階段。 1990 年，意大利 ENEL 公司在 Marghera 熱電廠首次利用真實(shí)煙氣進(jìn)行了 1 000 Nm3/h 的小試試驗(yàn)，為進(jìn)一步的工業(yè)試驗(yàn)提供了必要的數(shù)據(jù)。我國(guó)“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)中安排了在四川省科學(xué)城熱電廠上建造煙氣處理量為 12 000~20 000 Nm3/h的工業(yè)中試裝置任務(wù) ［ 24］ 。 ㈡ 循環(huán)流化床聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù) 循環(huán)流化床傳熱效率高，溫度分布均勻，氣固相有很大的接觸面積，因此人們將其應(yīng)用到煙氣的凈化處理中。 Lurgi GmbH［ 25］ 研究開發(fā)了煙氣循環(huán)流化床（ CFB）脫硫脫氮技術(shù)，該方法用消石灰作為脫硫的吸收劑，氨作為脫氮的還原劑， FeSO4 7H2O 作為脫氮的催化劑。該系統(tǒng)已在德國(guó)投入運(yùn)行，結(jié)果表明，在 Ca/S 比為 ~， NH3/NOx 比為 ~ 時(shí)，脫硫率為 97%，脫氮率為 88%。 Xu［ 26］ 研究提出粉粒流化床（ PPFB）脫硫脫氮技術(shù)，該方法是在 PPFB 中，用脫氮催化劑顆粒（幾百微米）作為流化介質(zhì)顆粒同脫硫劑粉末（幾到十幾微米）同時(shí)流化，氨從床底供入還原 NOx。但在脫硫脫氮過(guò)程可能發(fā)生 SO2與催化劑、 NOx與脫硫劑的反應(yīng)，降低脫除效率。于是 Xu［ 26］ 研究找出適合的吸收劑和催化劑，即 Na2CO3/Al2O3為吸收劑， V2O5/WO 3TiO2或 WO3 TiO2為催化劑。此外， Xu［ 26］ 還研究了吸收劑和催化劑用量、煙溫、煙氣成分對(duì)脫硫脫氮效率的影響，研究表明脫硫率可超過(guò) 90%，脫氮率達(dá) 80%。黃建軍等 ［ 27］ 在借鑒 國(guó)內(nèi)外先進(jìn) CFBFGD 的技術(shù)基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了具有特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的循環(huán)流化床煙氣懸浮脫硫脫氮裝置，并在 500 m3/h 實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了較細(xì)致的實(shí)驗(yàn)研究。運(yùn)行結(jié)果表明，裝置運(yùn)行可靠，工藝簡(jiǎn)單，投資成本和運(yùn)行費(fèi)用低，在最佳運(yùn)行工況條件下可達(dá) 90％的脫硫率，脫氮率也達(dá)到了 60％。 ㈢ 干法低溫同時(shí)脫硫脫硝 干法低溫同時(shí)脫硫脫硝和硫資源化技術(shù)采用移動(dòng)床裝置，使用改性炭基催化吸附劑在排煙溫度下（ 120~180℃）首先催化吸附脫除 SO煙塵和重金屬汞 等，然后 NOx 被還原劑南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 NH3催化還原為氮?dú)馀欧?；吸?SO2等的炭基催化吸附劑經(jīng)再生，可制備硫酸、硫磺或硫銨等，實(shí)現(xiàn)硫的資源化；再生后的炭基催化吸附劑可再次同時(shí)脫除多種污染物。煙氣干法低溫同時(shí)脫硫脫硝和硫資源化技術(shù)適用于我國(guó)大量的還沒有安裝脫硫脫硝設(shè)備的工業(yè)鍋爐，投資成本與同等規(guī)模的濕法單獨(dú)脫硫技術(shù)相當(dāng)。 表 2幾種最常用的煙氣脫硝技術(shù)特點(diǎn)比較 方法 原 理 技 術(shù) 特 點(diǎn) 催化 分解法 在催化劑作用下 ,使 NO 直接分解為 N2 和 O2。主 要的催化劑有過(guò)渡金屬氧 化物、貴金屬催 化劑和離子 交換分子篩等 不需要耗費(fèi)氨 ,無(wú)二次 污染 ,催化活性易被抑 制 ,二氧化硫存在時(shí)催化 劑中毒問(wèn)題嚴(yán)重 ,還未工 業(yè)化 SCNR 用氨或尿素類物質(zhì)使 NOx 還原為 N2 和 H2O 效率較高 ,操作費(fèi)用較 低 ,技術(shù)已工業(yè)化。溫度 控制較難 ,氨氣泄漏可能 造成二次污染 SCR 在特定催化劑作用下 ,用 氨或其他還原劑選擇性地 將 NOx 還原為 N2 和 H2O 脫除率高 ,被認(rèn)為是最 好的煙氣脫硝技術(shù)。投 資和操作費(fèi)用大 ,也存在 NH 的泄漏問(wèn)題 固體 吸附法 吸附 對(duì)于小規(guī)模排放源可 行 ,具有耗資少 ,設(shè)備簡(jiǎn) 單 ,易于再生。但受到吸 附容量的限制 ,不能用于 大排放源 電子 束法 用電子束照射煙氣 ,生成 強(qiáng)氧化性 OH 基因、 O 原子 和 NO2,這些強(qiáng)氧化基團(tuán)氧 化煙氣中的二氧化硫和氮 氧化物 ,生成硫酸和硝酸 加入氨氣 ,則生成硫硝銨復(fù) 合鹽 技術(shù)能耗高 ,有待實(shí)際 工程應(yīng)用檢驗(yàn) 濕法 脫硝 先用氧化劑將難溶的 NO 氧化為易于被吸收的 NO2, 再用液體吸收劑吸收 脫除率較高 ,但要消耗 大量的氧化劑和吸收劑 , 吸收產(chǎn)物會(huì)造成二次 污染 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 煙氣脫硝新技術(shù) 從目前國(guó)內(nèi)外研 究及應(yīng)用的現(xiàn)狀來(lái)看 ,已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的 SCR、 SNCR 及 EBA 等脫硝技術(shù)普遍存在設(shè)備要求高、能耗大及脫硝成本高等缺點(diǎn) ,有的還存在二次污染。針對(duì)此現(xiàn)狀 ,近期國(guó)內(nèi)外開發(fā)了一系列煙氣脫硝新技術(shù) ,如微生物法、微波法、液膜法及脈沖電暈法等 ,為煙氣脫硝提供了許多新的途徑和思路。 ㈠ 微生物脫硝法 微生物凈化含有 NOX 廢氣的原理為 :脫氮菌在有外加碳源的情況下 ,利用 NOX 作為氮源將 NOX還原成無(wú)害的 N2,而脫氮菌本身得以生長(zhǎng)繁殖。由于該過(guò)程難以在氣相中進(jìn) 行 ,NOX從氣相進(jìn)入濾塔填料表面的生物膜中 ,并經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入其中的微生物組織 ,作為微生物代謝所需的營(yíng)養(yǎng)物 ,在固相或液相被微生物吸附還原成 N2。目前 ,國(guó)內(nèi)外該方面的研究報(bào)道主要針對(duì) NOX中不易溶于水的 NO,主要可歸為硝化處理 [28~31]、反硝化處理 [32,33]及真菌處理三類。該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備要求簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低且無(wú)二次污染 ,因而成為世界各國(guó)工業(yè)廢氣凈化的熱點(diǎn)課題之一 [28~34]。 William 等 [28]利用模擬煙氣對(duì)堆肥、珍珠巖和生物泡沫作為脫硝生物反應(yīng)器填料作了研究 ,結(jié)果表明三者在停留時(shí)間為 70~80 s 時(shí) ,脫硝率均可達(dá) 85%以上 。其中堆肥的性能優(yōu)于后二者。 Peter 等 [30]以生物脫硝同液體吸收法聯(lián)用對(duì)模擬煙氣進(jìn)行脫硝研究 ,在 55℃ ,煙氣流量 650 L/h 時(shí) ,以 Fe(III)EDTA為吸收液時(shí) ,對(duì)于 500 mg/m3NO 和 % O2混合氣體的脫硝率可達(dá) 80%以上。 Chen 等 [31,32]以不同孔徑多孔碳作為填料 ,采用自養(yǎng)型亞硝酸鹽硝化菌進(jìn)行了凈化氣體中 NO的研究 ,結(jié)果表明 :在 NO空床停留時(shí)間 min、進(jìn)口濃度 ~ mg/m3時(shí) ,24 孔 / cm2多孔碳過(guò)濾器對(duì) NO 的去除效率為 41%~52%。蔣文舉等 [32]將城市生活污水處理廠活性污泥中的反硝化細(xì)菌培養(yǎng)掛膜到填料塔中 , 在 進(jìn) 口 NO 為50~500mg/m3,30~45℃時(shí) NOX的去除率可達(dá) 90%以上。郭斌等 [34]用化纖廠廢水處理曝氣池的活性污泥培養(yǎng)馴化掛膜 ,以爐灰渣做填料 ,空間速度 100 h1,液氣比為 1 L/m3,當(dāng)進(jìn)氣 NOX在%~%,pH 為 時(shí) ,NOX脫除效率達(dá) 60%~85%。 目前國(guó)內(nèi)外微生物脫硝技 術(shù)尚處于初始研究階段。其原因一方面是由于對(duì)脫氮微生物的基礎(chǔ)研究不夠 ,致使工業(yè)放大有技術(shù)上的困難 。另一方面 ,由于煙氣的氣量通常很大 ,且煙氣中 NOX的主要形式 NO又基本不溶于水 ,無(wú)法進(jìn)入液相介質(zhì)中被微生物所轉(zhuǎn)化 ,再加上微生物吸附 NO 的能力差 ,導(dǎo)致 NOX的實(shí)際凈化率較低。因此 ,今后微生物脫硝技術(shù)研究的關(guān)鍵是加強(qiáng)高效廉價(jià)吸附還原 NOX 的功能菌的選育和相關(guān)微生物固定載體及相關(guān)放大技術(shù)的研南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 究。 ㈡ 微波脫硝法 微波脫硝技術(shù)是近年來(lái)隨著微波電子工業(yè)的發(fā)展 而產(chǎn)生的新型煙氣脫硝技術(shù)之一。目前國(guó)內(nèi)外該方面的研究主要集中在微波輔助 NOX 催化分解技術(shù)和微波脫硝與其他技術(shù)聯(lián)用兩個(gè)方面 [35]。 微波輔助催化分解技術(shù)是利用微波誘導(dǎo)活性炭、沸石等催化劑 ,使 NOX 直接分解為 N2和 CO2或水 ,并可使 NO 分解反應(yīng)溫度顯著降低 [36]。 Buenger 等研究了在微波作用下用炭質(zhì)原料還原 NOX的方法 ,發(fā)現(xiàn) NO的分解在低于 420℃時(shí)即可進(jìn)行 ,炭的表面積由最初的 m2/g上升到 700~800 m2/g,由此增加了對(duì) NOX的吸附容量 [35]。張達(dá)欣等 [36]研究了微波 — 炭還原 NO和 SO2 的工藝 ,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)效率和反應(yīng)溫度隨微波功率的增加而增加 。同時(shí)反應(yīng)效率受催化劑量的影響也較大。 Kong 等 [37,38]以幾種炭為吸附劑進(jìn)行了微波輔助脫除 NOX 的研究 ,研究表明隨著反應(yīng)的進(jìn)行 ,炭的表面積由 100 m2/g 增加至 800 m2/g。微波處理提高了炭對(duì) NOX的吸附能力和速度 ,在氧氣和水蒸汽的存在下 ,對(duì) NOX的脫除能力可達(dá) 90%以上。唐軍旺等對(duì)微波直接分解 NO[39,40]和微波輔助催化還原 NO[41,42]的工藝進(jìn)行了研究 ,結(jié)果表明 :微波直接分解 NO的效率可達(dá) 88%,添加甲烷可有效提高 NO 的分解率 、降低功耗 [40],使 Co/HZSM5[41]、Ni/HZSM5[31]反應(yīng)溫度分別降低 200℃、 325℃ ,NO 脫除率達(dá) 100%。 微波技術(shù)同其他如 SCR、 SNCR 等脫硝技術(shù)的聯(lián)用也是目前微波脫硝技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。 W243。jtowicz 等 [43]研
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