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[科普中国]-湿法同时脱硫脱氮技术

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单独使用烟气脱硫或脱氮工艺,因其设备复杂,投资、运行、维护费用高而不易开展大规模的工业应用;同时脱硫脱氮工艺以其相对投资少、工艺简单,越来越受到重视,近年来工业发达国家相继开展了该项工艺的研究开发,并进行了一定的工业应用。

烟气单一湿法脱硫或脱氮不仅占地大,投资成本也高。脱硫脱氮技术是指将烟气中的SO2和NOx同时脱除的技术。由于这种技术可避免单一技术的缺点,因此,湿式烟气同时脱硫脱氮就成为当今烟气治理技术的必然趋势口。

基本内容烟气同时脱硫脱氮技术是20世纪80年代为降低现有的单独使用脱硫脱氮技术过高的烟气净化费用,适应现有电厂的需要,在烟气脱硫和烟气脱氮技术的基础上发展起来的新型技术。同时脱硫脱氮处理也是我国烟气治理的发展方向。

国内外对同时烟气脱硫脱氮技术的研究十分活跃,主要有湿法烟气同时脱硫脱氮、半干法烟气同时脱硫脱氮和干法烟气同时脱硫脱氮。其中湿法烟气同时脱硫脱氮由于工艺、设备都较为简单,运行费用相对较低,而且二次污染较低,是有前途、有研究价值的同时脱硫脱氮技术。根据对NO的处理方式不同,可将湿法同时脱硫脱氮技术分为氧化吸收法和络合吸收法两大类。1

氧化吸收法由于SO2在水中的溶解度大,易被吸收液吸收。氧化吸收法主要是针对燃煤烟气NOx(主要为NO)难以被吸收的特点进行研究的。将烟气先通过强氧化性环境,使NO氧化成NO2,再用碱液吸收。

考虑用氯酸、KMnO4、NaClO4、乳化黄磷、O3等作氧化剂将烟气中的NO部分氧化成NO2,然后再用不同的吸收剂吸收,这些氧化剂在氧化NO的同时也氧化SO2,达到同时脱硫脱氮的目的。1

NaClO2法是氧化法中具有代表性的一种同时脱硫脱氮方法。该方法主要是采用NaClO2来氧化吸收SO2、NO。该工艺操作弹性大,常温下可进行,适用性强,特别是脱硝效率很高。2

络合吸收法传统湿法脱硫工艺脱硫率可达90%以上,但由于NOx在水中溶解度很低,难以同时脱除。络合吸收法是向溶液中添加络合吸收剂,以提高NO的溶解度。由于NO在中性或碱性溶液中的溶解度很低,向现有湿法脱硫的碱性或中性溶液中加入液相络合吸收剂,与NO发生络合反应,可增大NO在液相中的溶解度。1

研究发现,一些金属螯合物,如Fe(Ⅱ)EDTA等可与溶解的NOx迅速反应,具有促进NOx吸收的作用。湿法FGD加金属螯合物工艺是在碱性或中性溶液中加人亚铁离子形成氨基羟酸亚铁整合物,该类化合物能与NO反应,同时在生成物中配位的NO能够和溶解的SO2及O2反应生成N2、N2O、连二硫酸盐、硫酸盐、各种N-S化合物及三价铁螯合物。

通过除去连二硫酸盐、硫酸盐、各种N-S化合物,并将三价铁螯合物还原即可实现吸收剂再生。但该工艺吸收液的再生工艺复杂且成本高,针对这一不足,美国的Chang等人提出用含有-SH基团的亚铁络合物作为吸收液。实验表明,可再生的半胱氨酸亚铁溶液能同时脱除烟气中的NOx和SO2。影响其工业应用的主要障碍是反应过程中螯合物的损失和金属螯合物再生困难、利用率低,造成运行费用高。3

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学