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烟气治理
 
·产品描述

商品详细介绍:
摘要:随着氨法脱硫技术的不断更新和日益推广,液相同时脱硫脱硝技术受到了人们普遍的关注。江苏新世纪江南环保有限公司开发的LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术,通过催化氧化作用将烟气中的NO氧化为NO2,解决了NO难溶于水溶液而无法液相脱除的难题,再结合氨法脱硫技术,利用脱硫吸收液吸收还原NOx,从而可以实现烟气的同时脱硫脱硝净化,具有良好的工程应用前景。
关键词:脱硫脱硝 氨法脱硫 液相催化 烟气脱硫
1 概述
    燃煤烟气中SO2、NOX是大气的主要污染源。近年来,我国烟气脱硫行业靠引进吸收国外技术已发展到较大的规模,但是以此形成的以钙法为绝对主导的脱硫行业逐渐显现出脱硫石膏处置困难、设备结垢严重、消耗大量石灰石资源同时存在废水废渣等二次污染等问题[1],由于氨法脱硫电耗少、运行稳定、副产物可以变废为宝,因此逐渐受到了人们的广泛研究和关注[2],并且在国内也得到了很好的应用[3]。随着环境保护工作的深入,烟气脱硝已进入大气治理的重要日程,而目前工程应用中主流的脱硝技术仍然是国外引进的SCR技术,不仅投资高而且运行过程中由于要消耗催化剂和吸收剂,运行费用较高。所以,研究开发适合我国国情的无二次污染、资源消耗少、运行费用低的烟气脱硫脱硝技术对解决我国的SO2、NOX污染问题具有十分重要的意义,特别是开发具有自主知识产权的烟气脱硫脱硝一体化技术更具有深远的意义。
    目前同时脱硫脱硝技术大多处在研究阶段,尚未得到大规模工业应用。同时脱硫脱硝技术又可分为两大类:炉内燃烧过程的同时脱除技术和燃烧后烟气中的同时脱除技术,由于燃烧过程中的同时脱硫脱硝技术存在影响煤炭的燃烧程度,降低锅炉的热效率和脱硫脱销效率受限制等问题,燃烧后烟气同时脱硫脱硝成为了目前研究的热点[4,5],也是今后可能进行大规模工业化应用的重点,典型的工艺有湿法和干法。
    干式同时脱硫脱硝工艺包括电子束照射法、碱性喷雾干燥法、固相吸附和再生法以及吸收剂喷射等方法。以电子束照射(ER)法、活性炭吸附脱硫脱氮法工艺等为代表的干法工艺虽然有较好的脱硫、脱硝效率,但是装置能耗、大型化及后续收集副产物等问题是困扰其发展的关键,难以在大型装置上应用。
    湿式同时脱硫脱硝的方法目前大多处于研究阶段,包括碱液吸收法、氧化/吸收法、铁钴的螯合物络合吸收等方法。碱液的重复利用、有机溶剂的挥发和高成本、催化剂的稳定和再生还原、副产物的有效处置等是湿法的研究重点和难点。
    本文介绍的LPC(liquid-phase catalysis flue gas denitrification technology)法烟气脱硫脱硝一体化技术是利用液相催化氧化作用,利用烟气中的O2将部分NO氧化成NO2,并利用吸收液同时吸收烟气中的NOx和SO2
    反应式(3-3)和(3-4)由于NO难溶于液相而难以实现,因此本技术的关键是NO到NO2的催化氧化,反应要消耗液氨,产物为氮气和副产物硫酸铵、硝酸铵。此技术的核心是液相NO催化氧化催化剂的开发,通过与氨法烟气脱硫技术相结合,仅在脱硫吸收塔上设置一段脱硝段便可达到50%以上的脱硝效率(大于SNCR的脱硝率),使氨法脱硫与脱硝技术一体化,投资及运行成本大幅度降低。此技术符合国家脱硝技术导则方向,即在低NOx燃烧器的基础上,适当配合其它脱硝技术达到减排NOx的目标。
2.2  LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术研究现状
    NO催化氧化催化剂是本技术的关键,江苏新世纪江南环保有限公司利用无机惰性载体经过表面钝化处理后负载几种过渡金属氧化物制备了一系列催化剂,通过优化筛选,目前在工程应用条件下可以达到NO的近20%氧化率,结合氨法脱硫脱硝使总脱硝率达50%以上,通过中试装置试验分析,实现烟气脱硫脱硝一体化的目的。
 
图1  LPC法烟气脱硫脱硝一体化工艺流程
    工程应用中拟采用的工艺流程如图1所示:引风机来的烟气进入多功能塔后,首先用氨吸收液循环吸收废气中的SO2产生亚硫酸(氢)铵,脱硫后的烟气进入脱硝段,在LPC催化剂表面催化氧化并与吸收液接触过程中NOx被脱除吸收,脱硫脱硝后的净烟气经除雾后水雾量小于75mg/Nm3排放。吸收剂氨与吸收循环液混合后进入吸收塔,吸收废气中的SO2形成亚硫酸铵溶液,亚硫酸铵溶液在吸收塔底部被鼓入的空气氧化成硫酸铵溶液,脱硝吸收液与硫酸铵混合后送后处理制成化肥产品。
2.3 LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术特点
    LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术实现了烟气中NOx和SO2的同时脱除,减少了投资成本和装置规模,降低了运行费用,如果能够实现工程化应用,将是对烟气脱硫脱硝技术的一次重大突破,此技术将主要具有以下特点:
1)投资省
    LPC法烟气脱硫脱硝技术是结合氨法烟气脱硫装置进行烟气脱硝的,只在原氨法脱硫的吸收塔内设置一段脱硝段,无须另外建设复杂的专门脱硝的装置。
2)运行费用低
    LPC法烟气脱硫脱硝技术是将脱硝与氨法脱硫结合,利用脱硫吸收液作为脱硝吸收剂,大幅度减少了目前脱硝工程还原剂和相关设备等运行费用。初步测算耗氨量约0.34kg/kgNOx,以及催化剂损耗和少量电耗,脱硝成本小于5元/kgNOx,较SCR减少近40%。
3)无二次污染
    本技术在脱硫后进行脱硝过程中不另加氨,没有SCR和SNCR的氨逃逸问题,且脱硝段的设置对原氨法脱硫中的氨逃逸控制更加有利。
4)回收部分氮资源
    LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术可以将部分NOX转化成硝酸铵,硫酸铵与硝酸铵一并制成化肥,从而回收了氮资源,增加了副产品中氮含量。
5)操作简单可靠、脱硝效率稳定
    LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术主要是液相催化作用,仅是在脱硫吸收塔上设置了脱硝段,整个脱硝吸收液为澄清溶液,无结垢堵塞问题且分布均匀,操作控制简单容易,脱硝效率稳定。
3 工程应用试验
    中国石化集团湖北化肥厂动力站二期扩建工程是在原有2台240t/h高温高压煤粉锅炉和1台25MW双抽冷凝式汽轮机组的基础上扩建1台220t/h高压煤粉锅炉和1台25MW双抽冷凝式汽轮机组,配套氨法脱流装置,包括对原有2台240t/h煤粉锅炉的烟气进行脱硫。采用江苏新世纪江南环保有限公司氨法脱硫工艺,在设计工况下全烟量、全时段的保证脱硫效率不低于95%,脱硫后烟气中SO2不高于200mg/Nm3
江苏新世纪江南环保有限公司在脱硫实施时,在3#锅炉的脱硫塔内布置了两段吸收层,上段作脱硝层试验,在不降低脱硫效率的前提下,调整吸收成分、吸收循环量、吸收层的布置等,实现了脱硝率达55.2%,取得了预期的效果,环境监测数据见图2。
 
4 结论
    LPC法烟气脱硫脱硝一体化技术,通过催化氧化作用将烟气中的NO部分氧化为NO2,再结合氨法脱硫技术,实现烟气的同时脱硫脱硝,经过初步的中试试验,达到了预期的效果。
    LPC法烟气脱硫脱硝技术是一项具有深远意义的绿色环保技术,随着该技术的成熟和推广应用将对我国的大气治理发挥显著的作用,值得关注和支持。
 
参考文献:
[1] 徐长香,傅国光.氨-硫铵法在锅炉烟气脱硫中的应用[J].化肥设计,2004,42(6):40-41,51.
[2] 徐长香,傅国光.氨法烟气脱硫技术综述[J].电力环境保护, 2005,21(2):17-20.
[3] 刘德友,褚才全,徐长香.烟气氨法脱硫技术在石化热电厂的应用[J].中国环保产业,2008,11:28-31.
[4] 赵毅,赵音,刘凤,张玉海.液相同时脱硫脱硝技术[J].中国电力,2007,40(12):99-102.
[5] 王洁,孙石,和晓荣,黄贤峰,周小兰.液相催化氧化净化烟气中SO2和NOX的研究[J].云南大学学报(自然科学版), 2006, 28(6): 526-529.
 
 
 
 
TY-IV型选择性催化还原脱除氮氧化物工艺简介

TY-IV型选择性催化还原脱除氮氧化物工艺(简称SCR工艺)简介
一、该工艺概述:
TY-IV型选择性催化还原脱除氮氧化物工艺技术是我公司技术研发中心独立研发,拥有自主自主知识产权的技术工艺。该技术工艺成熟,性价比极高,占地面积小,脱硝效率高(可达90%以上),无“三废”排放。
二、工艺技术说明及主要特点:
1、高脱硝效率,减少氨逃逸
①烟气经过独特设计的脱硝反应器,与还原剂在催化剂层进行充分反应,保证脱硝率90%以上,可完全实现达标排放;
②喷氨格栅经严格计算、独特设计,还原剂氨经喷氨格栅喷入烟道,可与烟气充分混合,在烟道内均匀分布,保证了脱硝催化剂的烟气覆盖率及脱硝效果;
③当进入SCR反应器前的烟气分布不均匀时,会导致脱硝效率下降,为保证脱硝效率,在SCR反应器入口前的烟道内各急转弯头布置导向叶片,缓转弯头及烟道扩散收缩段布置导流板,从而使进入SCR反应器的烟气更均匀,有效保证了脱硝效率;
④合理选择催化剂,保证脱硝反应在适宜温度内进行,避免副反应的发生,保证脱硝效率;
⑤做好烟道的密封设计和施工,避免烟气泄漏,保证烟气100%通过催化剂;
⑥反应器内的积灰,不仅会直接或间接地减少催化剂有效体积而降低SCR性能,同时变硬的灰块掉下会造成催化剂的机械损伤,故在结构设计上应尽量减少积灰的可能。反应器进口烟道设置积灰斗,防止大颗粒灰渣进入反应器;反应器内防止积灰的设计除吹灰器系统以外,在结构设计上主要还体现在以下几个方面:整流板、催化剂上的金属格栅和金属网、防积灰板、合理设计催化剂节距。
2、无二次污染
采用我公司自主研发、设计的SCR法烟气脱硝技术,利用氨做还原剂,在催化剂作用下将燃煤锅炉烟气中的NOx还原为N2后排放,无废气产生;氨区泄漏及安全阀排放的少量氨用清水吸收后,可送至脱硫系统作为脱硫吸收剂,无废水排放;本脱硝工艺全部反应均为气相反应,无废渣生成。
3、净化温度低
我公司结合业主方实际设计工艺路线,选择适宜的催化剂,有效降低了反应温度,烟气经省煤器后可直接进行脱硝反应,无需加热或降温;
4、防止设备腐蚀
本项目液氨储罐采用16MnR材质,氨系统管路采用不锈钢材质,均具有良好的耐腐蚀性。
烟气管路、相关设备及反应器均采用Q235B。因烟气在本系统中的温度介于350℃~400℃之间,不会形成液体凝结,腐蚀性较小,可满足系统防腐要求,该选材方案也符合国内外脱硝行业的通用惯例。
5、防止系统堵塞
每层催化剂模块均设置吹灰器,防止催化剂堵塞,保证系统安全稳定运行。
6、工艺设备紧凑,运行可靠
反应器邻近锅炉建设,一方面节省反应器支撑结构用材,一方面有效节约占地面积,减少烟气在烟道输送过程中降温。液氨储罐、蒸发系统、缓冲罐布局合理紧凑,安全系数高。
7、保证流场的均匀性
在安装了脱硝装置后,为了保证回到空气预热器的烟气流场分布均匀,在连接烟道内设置了若干导流板,有效的消除了流场的不均匀性。
三、本工艺流程示意图(本图仅供参考):



                                         SCR工艺(液氨为脱硝剂)
四、主要性能指标:
指标名称        设计要求
脱硝效率:        ≥90%
系统阻力:       ≤1400Pa
烟气温降:       ≤10℃
氨逃逸率:       ≤3ppm
SO2转化率:      ≤1%
净化后NOx浓度:  ≤100mg/Nm3
脱硝剂利用率:   ≥99%
脱硝装置利用率: ≥98%
 
更新时间:2012/4/20

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