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脱氮(硝)、脱硫技术知识大全,总有你想要的(下)

发布时间:2016-09-24 09:09

催化脱硫脱氮技术
采用催化法进行脱硫脱氮的研究极具发展前景。因为现有的联合脱硫脱氮技术,不但浪费了我国急需的硫和氮资源,而且容易造成二次污染,危害人们的健康,其高额的处理费用对于我国的燃煤电厂来说也是一笔沉重的负担。而用催化法进行脱硫脱氮的工艺正好可以解决这一棘手的问题,其产物硫主要以硫酸或硫酸盐及硫单质的形式存在,而氮主要以氮气的形式排放。催化脱硫脱氮工艺按其氧化还原性主要分为催化氧化法脱硫脱氮工艺和催化还原法脱硫脱氮工艺两种。
 
催化氧化法脱硫脱氮工艺
催化氧化法脱硫脱氮工艺主要有用活性炭法, 液相催化氧化法等。
1、活性炭法
活性炭脱硫是基于 SO2在焦表面的吸附和催化氧化,当氧气和水蒸气存在的前提下,在温度 100~170℃时,SO2被转化为 H2SO4。
其化学反应式如下:
活性焦表面积较小,但具有较高的硫容和机械强度,在颗粒层厚度 100mm,空速为 994~1342m3/h,温度 100~200℃条件下,脱硫效率最高达 86%。
当颗粒排出量为 12g/min和空速 994m3/h 时,脱硫效率可以稳定在70%。
吸附剂的再生可采用水洗涤法和加热再生法。水洗涤法使活性焦中的吸附H2SO4洗下来,使活性焦得以再生,它的被洗净程度,对下次的吸附转化作用影响很大。洗下的稀酸通过浓缩可制取 65%的硫酸(用于磷肥生产)或浓硫酸,也可以用稀硫酸(17%)与石灰石反应生产石膏出售。水洗涤再生法工艺比较简单,用加热再生法,生成 H2SO4在一定温度条件下与活性焦的碳发生还原反应转化为 SO2。
其中热载体可以用热砂或热气体,再生释放气中 SO2浓度可达 20%~50%,SO2脱水后氧化为 SO3,生产硫酸,或者被还原成单体硫。
2、液相催化氧化法
液相催化氧化法脱硫是在水溶液中加入 SO2氧化催化剂,使吸收的 SO2液相催化氧化,然后回收酸或采用碱中和。本工艺是在湿法脱硫的基础上,以Fe、Mn 离子为催化剂采用液相催化氧化 SO2和 NOx,再用氨吸收的脱硫脱氮新工艺。由于氨水在我国广大地区来源丰富,且反应最终产物是肥料,不产生二次污染,降低了烟道气净化费用。
 
催化还原法脱硫脱氮工艺
催化还原法脱硫脱氮工艺主要是选择性催化还原法(SCR),非选择性催化还原法(SNCR),SO2氧化结合选择性催化还原除NO一体化法、氧化铜去除 SO2和 NOx 法和稀土氧化物法。
 
选择性催化还原法(SCR)
选择性催化还原(SCR, Selective Catalytic Reduction)是一种独特的环境控制技术,是干法中的一种。该法用氨做还原剂,加入氨至烟气中,NOx 在 300~400℃的催化剂层中分解为N2和H2O,因没有副产物,并且装置结构简单,所以该法适用于处理大气量的烟气。在联合SCR/VOC(易挥发的有机化合物)催化系统中,气流将首先通过一种氧化催化剂将 VOC 转化成 CO2和H2O。
该法 NOx 的脱除率可达99.0%。在脱氮装置中催化剂大多采用多孔结构的钛系氧化物,烟气流过催化剂表面,由于扩散作用进入催化剂的细孔中,使NOx 的分解反应得以进行。催化剂有许多种形状,如粒状、板状和格状,而主要采用板状或格状以防止烟尘堵塞。
 
非选择性催化还原法(SNCR)
非选择性还原法是指在催化剂的作用下,以原有气氛中的 CO、H2、CH4等为还原剂,使 NO 催化还原生成 N2、CO2、H2O 的方法。
1990 年,Iwamoto和 Held 都独立地报道了在 Cu-ZSM-5 催化剂上的新的还原催化反应,分别以 C2H4、C3H6、C4H8、C8H8和 CO、CH4、C2H6为还原剂,在富氧条件下进行反应,O2对此反应不仅没有阻碍作用,还有非常显著的促进作用。
采用固定床流动反应器,研究了 CuO、Cr2O3、MnO2、Fe2O3、Ni2O3等单元金属氧化物及它们形成的复合氧化物对 CO 还原 NO 反应的催化活性,结果表明:Fe2O3、Ni2O3、Fe-Ni-Ox Ni-Cu-Ox、Ni-Cu-Mn-Ox 等对该反应表现出较高的催化活性,但反应温度高,在其它反应气氛中(CH4)活性低。

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