【正文】 內(nèi)脫硫脫硝一般采用分體式, 即脫硫, 脫硝分為二個獨立的處理系統(tǒng). 根據(jù)各個鍋爐尾氣性質(zhì)的不同, 選擇不同的組合方式. 常用的脫硫脫硝系統(tǒng)一般採用有選擇性催化還原反應 (SCR)脫硝 及 石灰石膏法作脫硫處理. 選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)是指在催化劑的作用下，以NH3作為還原劑，“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應并生成 無毒 無污染的N2和H2O。SCR廣泛使用V2O5/TiO2作為催化劑。這兩種處理系統(tǒng)需的合共占地面積很大, 能耗高，水耗多，水污重。 在會做成堆積及形成“二次污染”或填埋困難。 一體式處理技術(shù) 脫硫脫硝獨立的一體式處理是一種工藝包括二種功能的處埋方法. 活性焦炭選擇性催化還原系統(tǒng)（(筒稱CSCR 是Coke Selective Catalytic Reaction的縮寫) 是其中脫硫脫硝一體化的處埋技術(shù)。除氮是通過氨,NO/：4NO+4NH3+AC→4N2+6H2ONO2+2NH3+AC→3/2N2+3H2OCSCR 系統(tǒng)的一個顯著的優(yōu)點是反應在非常低的溫度,100至140攝氏度, 作用下, NO/NO2還原成N2, NH3的泄漏非常小, 通常小于5 ppm. 另一方面, SCR 系統(tǒng)的NH3 的泄漏量通常10 至15 ppm. 如果想得到低的NH3 的泄漏, SCR 系統(tǒng)需要較長的滯留時間, 和較多的催化劑. 而且CSCR系統(tǒng)所需占地面積小于5000m2，脫硫效率95%(最高可達99%),脫氮效率85%(最高可達95%)。此系統(tǒng)非常適用于電廠鍋爐, 危害廢棄物焚燒爐, 以及鋼廠的燒結(jié)爐… 等 尾氣處埋系統(tǒng)。例如瑞士 Arzberg 發(fā)電廠尾氣脫硫及脫硝 採用了CSCR處理系統(tǒng)，煙氣量1,100,000 Nm3/h。 奧地利 Wien 之工業(yè)廢棄物處理中心 共採用5線CSCR系統(tǒng)，總風量464,000 Nm3/h, 用于后段尾氣處理除去SOx，NOx，二惡英，及重金屬；韓國某玻璃生產(chǎn)線共孫用了22套CSCR生產(chǎn)線。每條CSCR的風量約15,000 Nm3/h。3 活性焦炭脫硫脫硝一體化的工藝描述 CSCR 同時脫硫脫氮系統(tǒng)由以下幾個重要組成成分: 1. 鼓風機 2. Gas Quenching system (如果需要的話) 3. 吸收塔。 4. 解吸塔。 5. 催化劑注入系統(tǒng),傳輸系統(tǒng)以及裝缷系統(tǒng)。 6. NH3 儲存系統(tǒng), 蒸發(fā)系統(tǒng), 和注入系統(tǒng)。 7. 副產(chǎn)品(97%的硫酸)生產(chǎn)廠。 8. 供N2系統(tǒng) 9. 控制系統(tǒng) 10. 電氣系統(tǒng) 4案例分析 對一個典型的300MW 的火電廠來說,%(重量), 灰含量占29%, 鍋爐煙氣的組分為SOx 1550 mg/Nm3, NOx 大約850 mg/Nm3. 除灰系統(tǒng)可以采用靜電除塵器 (EP)或者布袋除塵器. 靜電除塵器 (EP)或者布袋除塵器出口的灰分取決于設(shè)備的效率, 范圍一般在50–200 mg/Nm3. 預清理系統(tǒng)出口的灰分的含量會影響催化劑的使用量. 在此推薦保持灰分低于100 mg/l. 300 MW 的電廠的鍋爐煙氣范圍在1,100,000 和1,400,000 Nm3/h,取決于使用的煤的組分, 然后用風機送到CSCR吸收塔. 對于一個新建的電廠來說, 一個風機就可. 對于改建的電廠來說, 可以使用二個風機, 串聯(lián)運行. 煙氣進入吸收塔的底部, 上升至塔的頂部, 接著清潔的煙氣直接進入電廠的煙囪,排放到大氣中. 由于這是低溫干式處理工藝, 可以忽略煙囪的侵蝕和腐蝕. 如果與濕式石灰法脫硫來說, 這是這個系統(tǒng)的另一個優(yōu)點. 活性焦炭吸收塔和解吸塔 煙氣經(jīng)過布置在吸收塔內(nèi)部的均化分配器送往活性焦炭床, 這樣煙氣體均勻經(jīng)過活性焦炭床. 這種設(shè)計保證了活性碳在水平，平行的吸收層均勻吸收。吸收塔獨特的設(shè)計允許催化劑(活性焦炭)在與煙氣相反的方向下連續(xù)移動. 這是一個典型的對流式處理方式, 新鮮的物料從煙氣的出口注入, 這樣保證了電廠的排放標準. CSCR 系統(tǒng)工藝的處理效率為 98% 脫硫, 90%的脫氮. 另外, CSCR 系統(tǒng)還可移走重金屬, 二惡英, 還有其他的燃燒有毒化學物質(zhì)而帶出的有毒氣體, 如PH3等. 吸收塔的詳圖可以參照圖3. 在吸收塔內(nèi), SO2 從吸收塔的底部去除, SOx 被活性焦炭的孔隙吸收, 并滯留, 直到在解吸塔里被加熱解吸後. SO2 被解釋出, 維持原來的組成成分. 這樣富含SO2 氣體(2735% 體積百分比)從解吸塔里釋放出來, 能夠用來生產(chǎn)H2SO4. 當煙氣通過吸收塔的中部, 受熱蒸發(fā)的NH3 氣從此注入, DeNOx 會發(fā)生在吸收塔的頂端. 這樣煙氣就可在到達頂端活性焦炭之前, 可以和NH3完全混合. 還原反應溫度控制在不大于120 攝氏度. 整個吸收塔的壓降維持在大約40–50 毫巴. DeNOx 反應完成后, 清潔的煙氣會導向煙囪, 并排入大氣. 對于此300MW的電廠而言, 吸收塔由6 模組組成. 每組有8 個模塊. 因此一個吸收塔共需要48個模塊. 吸收塔的尺寸是36 m (長) x 42 m (寬) x 33 m (高). 飽含SOx 的 活性焦炭從吸收塔底部排放并且通過震動篩. 不合大小尺寸的活性焦炭就可以在進入解吸塔之前被篩選出來. 經(jīng)過篩選的活性焦炭然后被送到解吸塔頂部. 篩出的及利用價值較低的活性焦炭被送回到燃煤鍋爐中,重新作為燃料供應. 解吸塔（詳見圖4）包括三個主要的區(qū)域: 上層區(qū)域是加熱區(qū), 中間部分是熱解吸區(qū), 下面是冷卻區(qū). 天然氣燃燒器需要1800KW, 用來加熱通過換熱器間接于活性焦炭接觸的空氣. 被加熱的空氣和燃料煙氣一起送到煙囪, 并排入大氣. 在解吸塔的底部, 空氣從20度被加熱到250度, 接著天然氣燃燒器繼續(xù)將空氣加熱到550攝氏度. 這部分空氣將在解吸塔的上部被冷卻到150度. 排出的富含 SO2的氣體將會達到450度, 從熱解吸塔的解吸區(qū)送到指定的地點, 用來生產(chǎn)硫酸.圖 3 活性焦炭吸收塔圖 4 活性焦炭解吸塔硫酸加工廠 硫酸生產(chǎn)工藝是指使用從解吸塔里出來的富含SO2 的氣體來生產(chǎn)98%: 1. 濕氣洗滌和降溫系統(tǒng) 2. 干燥系統(tǒng) 3. 轉(zhuǎn)化工藝 (SO2 224。 SO3) 4. SO3 吸收 5. SO2 洗滌系統(tǒng) 硫酸的生產(chǎn)有以下幾個特征: 1. 從解吸塔出來的富含SO2 氣體作為原材料 2. 采用雙重接觸類型的生產(chǎn)設(shè)備 3. 在最后吸收塔 (FAT) 出口使用SO2 洗滌工藝 4. 在轉(zhuǎn)化區(qū)域內(nèi), 使用五個催化架, 因為通過它可以提高轉(zhuǎn)化率, 大大地提高了硫酸的濃度及降低了排放煙氣中SO2的密度. 5. 在轉(zhuǎn)化吸收過程中, 能量得到了最大程度的回用. 6. 簡化的酸塔的環(huán)路, 減少了投資, 維修費用 7. 高等級的管材便利了安裝和減少了生產(chǎn)中的維護. 經(jīng)濟指標 經(jīng)濟比較按300MW機組為例,%,入口SO2 1500 mg/m3, NOx 850 mg/m3，CSCR的主要經(jīng)濟指標見表2。工藝水能t/h天然氣耗Nm3/hCDANm3/hNA4OH(25%)kg/h催化劑噸/年CaCO3噸/天新增電耗kwh占地面積m2總投資（估算）億元運行費用元/天固廢產(chǎn)生噸/天副產(chǎn)品市場元/噸SCR+Ca(OH)2很高136（高溫）/434（低溫）500550（高溫）540（不可循環(huán)使用，要作為廢固處理）70600015000582，33070噸石膏，含有污染成分90%純石膏40元/噸CSCR102192503093095（可在電廠內(nèi)循環(huán)使用）0323850003億（含首批活性焦碳費用）403，645沒有二次填埋的費用98%硫酸400元/噸表 2 CSCR的主要經(jīng)濟指說明: ＋Ca(OH)2 法的數(shù)據(jù)估算參照煙氣脫硫脫硝技術(shù)手冊(蔣文舉 主編) 法的數(shù)據(jù)由兆能環(huán)境科技公司提供 ,如果本地化后, 價格約會下降2025% ,只有SCR法低溫工藝才能適用目前的,對原煙氣管路影響最小的狀況5 結(jié)論和建議 本文詳細地介紹了CSCR進行脫硫脫氮一體化的技術(shù)方法。并且以300MW電廠為例，說明CSCR法優(yōu)于SCR和石灰石－石膏法的處理工藝。CSCR法處理單位千瓦投資費用1000RMB,每年脫硫脫氮費用4869RMB/t,占地面積5000m2符合國家對于環(huán)境治理的經(jīng)濟目標。處理效率DeSox 95%. DeNOx 85%。最重要的是處理過程中污染物產(chǎn)生量指標:廢水0,廢氣0, 廢固0，處理車間環(huán)境清潔,安全性高，是一種非常有前景的處理系統(tǒng) 還原法脫硫脫硝除塵一體化技術(shù) 還原法脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)主要用于解決治理有色金屬冶煉和以劣質(zhì)煤燃燒的電站鍋爐燃燒產(chǎn)生的廢氣。其創(chuàng)新之處在于：從自然現(xiàn)象中找到切入點，率先應用還原法治理煙氣污染，運用地質(zhì)化學原理，按照火山口固硫成因的原理，在本項目的工藝流程中通過兩級吸收、兩次配氣，將煙氣均勻地注入脫硫塔還源液內(nèi)，多元化還原反應沉積單質(zhì)硫，煙氣二氧化硫的回收率達95%以上，煙塵凈率達99%，還原液可循環(huán)使用，無二次污染，可實現(xiàn)脫硫除塵一體化；采用計算機模擬設(shè)計，優(yōu)化脫硫塔及塔內(nèi)的煙管噴嘴等的布置，優(yōu)化還原液濃度、Na/S比、還原液流量等運行指標，可以保證脫硫塔內(nèi)的煙氣注射到還原液里是均勻的，以最小的消耗取得最好的脫硫效果，工藝技術(shù)先進，造價低廉，容易實施，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。工藝流程概述第一區(qū)段：設(shè)計煙氣進入后成“U”走向，在裝置上安裝10個噴頭，高壓霧化噴淋，將煙塵沉降在除塵器下部，用螺旋出渣機定時卸出，以疏水閥疏水。 第二區(qū)段：利用變徑增加壓強，克服液體對氣體的阻力，煙氣通過煙道分別均勻地插在吸收液中，兩次吸收反應后，煙塵和亞硫酸鹽排入固液分離器，吸收液輸回重復使用。 第三區(qū)段：經(jīng)過脫硫塔排出的煙氣通過氧化冷卻除水霧后從煙囪排放，此區(qū)段靠鼓風進氧和吸濕材料完成脫水。本裝置的工藝創(chuàng)新和科學思維，適用性強，開發(fā)應用轉(zhuǎn)化容易。項目的創(chuàng)新點脫硫脫銷除塵的核心是裝置，目前國內(nèi)外都采用噴淋塔，而本工藝方法是一種在逆向思維的探索中閃現(xiàn)出的孕育新理論、解決大難題的新亮點，將高溫煙氣（兩級煙氣）均勻地注射入還原液內(nèi)，讓其在新型裝置內(nèi)充分反應，反應徹底。工藝裝置的設(shè)計構(gòu)思新穎，利用壓強差將煙氣完全、均勻地注射吸收到還原液內(nèi)，使二氧化硫充分反應，得到的硫粉煙塵可一并過濾回收，吸收液輸回重復使用，技術(shù)屬于國內(nèi)首創(chuàng)。該技術(shù)率先應用煙氣注射法脫硫治理煙氣污染，煙氣與還原液的接觸面積大，反應時間長。這種氣體注射式脫硫塔可廣泛應用于氣體與液體的反應工藝上，它不僅是濕法脫硫除塵裝置，而且是化工工藝裝置的徹底創(chuàng)新。應用前景根據(jù)我們目前了解的國內(nèi)外行情來看，在電站鍋爐的脫硫除塵設(shè)備上，多采用石灰石法設(shè)備，設(shè)備磨損快，維護檢修費用大，運行費也大，發(fā)電企業(yè)難以承受。而還原法煙氣脫硫除塵一體化裝置預計的單位售價為3680萬元/臺。為實現(xiàn)火電廠煙氣脫硫國產(chǎn)化的目標，國家經(jīng)貿(mào)委將會同有關(guān)部門建立火電廠煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化協(xié)調(diào)會議制度，在解決國產(chǎn)化重大問題的同時，組織實施煙氣脫硫國產(chǎn)化示范工程；積極扶持脫硫設(shè)備的生產(chǎn)和供應，培育有創(chuàng)新實力的脫硫工程公司，研究制定促進火電廠煙氣脫硫國產(chǎn)化的配套政策。有關(guān)專家指出，將脫硫脫銷除塵一體化技術(shù)裝置國產(chǎn)化項目全面推廣實施，就要廢除噴淋塔和石灰石石膏法，這將為我國有色金屬冶煉及熱電廠節(jié)約大量的投資治理廢氣費用。該裝置的投資是同類產(chǎn)品投資的30%，運行費用是同類裝置的20%；硫資源回收，可實現(xiàn)以廢治廢。