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文檔簡介
12.1煙氣脫硫概述
1.大氣中SO2的來源及危害
大氣中SO2來源于自然過程和人類活動兩方面。危害:危害人、動植物、建筑物,破壞生態(tài)系統(tǒng)等。2.煙氣脫硫的主要方法
控制二氧化硫污染的基本方法包括燃燒前(燃料)脫硫、燃燒過程脫硫和燃燒后(煙氣)脫硫三種。
按是否回收煙氣中硫?yàn)橛杏梦镔|(zhì)分,煙氣脫硫有回收法和拋棄法二類。按完成脫硫后的直接產(chǎn)物是否為溶液或漿液分,煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法三類。
第12章
煙(廢)氣脫硫脫硝
應(yīng)用概況近30年來,煙氣脫硫技術(shù)逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。1980年全球電廠煙氣脫硫總?cè)萘考s為30GW,1990年增加到130GW。1998年在全世界226GW裝機(jī)容量電廠安裝的煙氣脫硫裝置中,有86.6%是濕式拋棄法,10.9%是干式拋棄法,只有2.3%采用了再生回收工藝。綜合考慮技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)因素,當(dāng)前全世界應(yīng)用最廣的還是濕式石灰石脫硫法。截至2003年底,我國火電廠約9000MW機(jī)組的煙氣脫硫裝置投入運(yùn)行,約15000MW機(jī)組的脫硫裝置在建。煙氣脫硫的機(jī)組不到當(dāng)時火電裝機(jī)容量的4%。在已安裝的煙氣脫硫裝置中,世界上有的工藝技術(shù),我國大部分都有。表12-1當(dāng)前全世界的主要脫硫方法12.2濕法脫硫技術(shù)12.2.1石灰石/石灰法
濕式鈣法技術(shù)成熟,脫硫劑價廉易得,脫硫率高達(dá)95%以上,運(yùn)行穩(wěn)定,目前占據(jù)了世界75%的脫硫市場。1.反應(yīng)機(jī)理用石灰石(CaCO3)或石灰(Ca(OH)2)漿液作脫硫劑,在吸收設(shè)備內(nèi)與煙氣中SO2充分接觸并反應(yīng),生成亞硫酸鈣,以除去煙氣中SO2。
表12-2石灰石/石灰濕法脫硫的反應(yīng)機(jī)理
此外,因煙氣中含有氧,部分SO32-和HSO3-被氧化為SO42-,最終生成硫酸鈣
SO32-+1/2O2
→SO42-(12-1)HSO3-+1/2O2
→SO42-+H+(12-2)Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O(12-3)
2.工藝流程
(1)石灰石/石灰—石膏法
(典型石灰石-石膏法工藝流程示于圖12-1)(2)石灰石/石灰-拋棄法3.操作條件由于煙氣中SO2濃度和要求的脫硫率不同,各個項(xiàng)目所用吸收設(shè)備也不相同,因而操作條件往往有較大差異。4.結(jié)垢堵塞問題固體垢物來自:(1)石灰系統(tǒng)中當(dāng)pH>9時,煙氣中CO2
進(jìn)入水相與Ca2+生成CaCO3垢;(2)在石灰系統(tǒng)中較高pH下,H2SO3在水中主要離解出H+和SO32+,SO32+和Ca2+生成的CaSO3·1/2H2O的溶解度很?。?.0043g/100g水,18℃),易結(jié)晶析出形成片狀軟垢;(3)CaSO4·2H2O結(jié)晶析出形成硬垢。防垢措施:(1)控制漿液的pH值不宜過高,石灰系統(tǒng)pH<8.0,石灰石系統(tǒng)pH<6.2;(2)控制CaSO4的過飽和度<1.2,(3)采用添加劑己二酸、Mg2+、NH3等抑制結(jié)垢和堵塞。
12.2.2間接石灰石/石灰法1.雙堿法(1)鈉-鈣雙堿法先用堿或堿金屬鹽(NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等)的水溶液吸收SO2,然后用石灰石/石灰漿液將吸收SO2后的溶液再生,再生漿液經(jīng)液固分離后,濾渣(亞硫酸鈣和少量硫酸鈣)外運(yùn),溶液在貯槽補(bǔ)充堿和水后循環(huán)脫硫。
吸收塔內(nèi)吸收SO2的反應(yīng)為2NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONa2CO3+SO2→Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3副反應(yīng)Na2SO3+1/2O2→Na2SO4再生反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)為
Ca(OH)2+Na2SO3+1/2H2O→2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2OCaCO3+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+1/2H2O+CO2↑Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2O↓。
再生并分離出來的NaOH或Na2SO3溶液循環(huán)脫硫,濾渣可拋棄也可加工為石膏回收(2)鈣-鈣雙堿法塔內(nèi)用來自循環(huán)池的亞硫酸鈣(第一鈣)漿液脫硫并生成Ca(HSO3)2,脫硫漿液返回循環(huán)池,池內(nèi)加入Ca(OH)2(第二鈣)漿液與Ca(HSO3)2反應(yīng),再生出亞硫酸鈣循環(huán)脫硫。脫硫:CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2再生:2Ca(HSO3)2+Ca(OH)2→2CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O
2.堿式硫酸鋁法吸收
Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2→Al2(SO4)3·Al2(SO3)3氧化
Al2(SO4)3·Al2(SO3)3+3/2O2→2Al2(SO4)3再生
Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O→Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O↓+3CO2↑
133.液相催化氧化法該法用水或稀硫酸作吸收劑,以Fe3+或Mn2+作催化劑,將吸收生成的H2SO3氧化為H2SO4,所得稀硫酸用石灰石/石灰中和生成石膏。該法由日本千代田建設(shè)公司開發(fā),又稱千代田法,工藝流程如圖12-4示。
1412.2.3海水脫硫技術(shù)
海水的pH值為7.5~8.3,天然堿度約2~2.9mg/L,使海水具有天然的酸堿緩沖能力和吸收SO2的能力。按是否向海水中添加其他化學(xué)物質(zhì),可將海水脫硫工藝分為兩類:(1)不添加任何化學(xué)物質(zhì),以挪威ABB公司的Flakt-Hydro工藝為代表;(2)向海水中添加一部分石灰以調(diào)節(jié)海水堿度,以美國Bechtel公司的工藝為代表。12.2.4鈉堿吸收法
該法在用堿液(NaOH或Na2CO3)吸收了SO2后,不象鈉-鈣雙堿法那樣用石灰石/石灰再生,而是直接將吸收液加工成副產(chǎn)物。鈉堿吸收法有循環(huán)和不循環(huán)兩種工藝。1.循環(huán)鈉堿法:首先用NaOH或Na2CO3吸收SO2以制備吸收劑Na2SO3。Na2SO3循環(huán)吸收SO2后主要生成NaHSO3,其次為Na2S2O5,當(dāng)吸收液中Na2SO3(或pH值)下降到一定程度時,將吸收液送去加熱再生,解吸出SO2,解吸出來的SO2可加工成液體SO2、硫磺或硫酸。
2.亞硫酸鈉法:用Na2CO3溶液經(jīng)二級逆流吸收煙氣中SO2后,得到含Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,再用Na2CO3中和掉吸收液中的NaHSO3,反應(yīng)為2NaHSO3+Na2CO3→2Na2SO3+H2O+CO2↑最后經(jīng)凈化、濃縮結(jié)晶、過濾、干燥等工序制成無水亞硫酸鈉產(chǎn)品。17圖12-6循環(huán)鈉堿法工藝流程圖
1-吸收塔;2,3-循環(huán)槽;4,5-蒸發(fā)器;6-冷卻器;
7-結(jié)晶分離器;8-脫水器;9-母液槽;10-吸收液槽圖12-7亞硫酸鈉法流程1,4-吸收塔;2,5-循環(huán)槽;3,6,8-泵;7-中和液貯槽;9-干燥器;10-離心機(jī);11-蒸發(fā)器;12-中和液過濾器;13-中和槽12.2.5濕式氨法脫硫技術(shù)
1.吸收反應(yīng)(1)吸收總反應(yīng)濕式氨法脫硫是用NH3或NH4HCO3等含NH3物質(zhì)吸收SO2,其吸收總反應(yīng)為
SO2+2NH3+H2O→(NH4)2SO3
(12-8)
SO2+NH3+H2O→NH4HSO3(12-2)
NH4HCO3+SO2→(NH4)2SO3+H2O+2CO2(12-10)
NH4HCO3+SO2→NH4HSO3+CO2↑(12-11)
實(shí)際上的吸收劑是(NH4)2SO3
-NH4HSO3混合溶液,其中僅(NH4)2SO3對SO2有吸收能力,所以吸收塔內(nèi)的吸收反應(yīng)為:
SO2+(NH4)2SO3+H2O→2NH4HSO3
(2)吸收劑再生隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收液中(NH4)2SO3
被消耗,吸收能力逐漸下降。為了維持吸收液的吸收能力,需要在循環(huán)槽內(nèi)不斷補(bǔ)充氨源,將部分NH4HSO3轉(zhuǎn)變成(NH4)2SO3,
使吸收液得以再生,維持(NH4)2SO3
/NH4HSO3比值不變:
NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3
2.工藝流程
依據(jù)對吸收產(chǎn)物的處理方法不同,有兩種流程:
(1)氨-酸法
用硝酸、磷酸或硫酸分解吸收產(chǎn)物,得到相應(yīng)的化肥NH4NO3、NH4H2PO4或(NH4)2SO4,并副產(chǎn)高濃度SO2。一段吸收、濃硫酸分解的流程如圖12-8示。分解反應(yīng)為(NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+H2O+SO2↑2NH4HSO3+H2SO4→(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑
氨-酸法的脫硫率高(兩段逆流吸收達(dá)95%),NH3和SO2進(jìn)入副產(chǎn)品,銷路看好,但該法僅適用于氨、酸來源充足的地方。
圖12-8氨-酸法回收SO2工藝流程圖
1-吸收塔;2-循環(huán)槽;3-循環(huán)泵;4-母液高位槽;5-硫酸高位槽;6-混合槽;7-分解塔;8-中和槽;9-硫銨母液泵23(2)氨-亞硫酸銨法
該法不用酸分解吸收液,而用NH3或NH4HCO3中和掉吸收液中的NH4HSO3,并直接加工成亞硫酸銨產(chǎn)品,該產(chǎn)品可代替燒堿用于造紙工業(yè)。工藝流程如圖12-9示。圖12-9氨-亞硫酸氨法流程1,4-一段和二段吸收塔;2,5-循環(huán)槽;3,6-泵;7-濾液槽;8-離心機(jī);9-結(jié)晶槽;10-中和槽;11-母液槽
12.2.6金屬氧化物法
1.氧化鎂法
該法用氧化鎂漿液(Mg(OH)2)吸收煙氣中SO2,得到含結(jié)晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂固體,經(jīng)脫水、干燥和煅燒還原后,再生出氧化鎂循環(huán)使用,同時副
產(chǎn)高濃度SO2氣體。2.氧化鋅法
ZnO脫硫技術(shù)特別適用于有氧化鋅煙灰來源又存在SO2污染源的鉛、鋅冶煉企業(yè)和立德粉生產(chǎn)企業(yè)。日本、韓國、德國都有ZnO脫硫的工業(yè)裝置。
ZnO漿液脫硫的主要反應(yīng)有ZnO+SO2+5/2H2O→ZnSO3·5/2H2OZnO+2SO2+H2O→Zn(HSO3)2ZnSO3+SO2+H2O→Zn(HSO3)2同時有部分ZnSO3和Zn(HSO3)2被煙氣中O2氧化為ZnSO4。脫硫產(chǎn)物的處理有三種方法:ZnO脫硫-空氣氧化法ZnO脫硫-酸分解法ZnO脫硫-熱分解法12.3干法和半干法脫硫技術(shù)12.3.1噴霧干燥法
120~160℃的含SO2煙氣進(jìn)入噴霧干燥器后,立即與高度霧化的Ca(OH)2漿液混合,氣相中SO2迅速溶解并與Ca(OH)2反應(yīng),生成亞硫酸鈣和硫酸鈣.12.3.2煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)類似工藝還有以下三種(1)德國Wulff公司的回流式循環(huán)流化床工藝(RefluxCirculatingFluidizedBed,RCFB);(2)丹麥F.L.Smith公司的氣體懸浮吸收煙氣脫硫工藝(GasSuspensinAbsorber,GSA);(3)挪威ABB公司的新型一體化脫硫系統(tǒng)(NewIntegratedDesulfurizationSystem,NID)。
1.循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝(CFB)
流程如圖12-13示。該系統(tǒng)由吸收劑制備、流化床反應(yīng)塔、吸收劑再循環(huán)和帶有百葉窗式預(yù)除塵的電除塵器等組成。反應(yīng)塔下部為一文丘里管,煙氣在喉部得到加速,在擴(kuò)散段與加入的干消石灰粉和噴入的霧化水劇烈混合,并按如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)煙氣中酸性氣體凈化.
2.回流式循環(huán)流化床脫硫工藝(RCFB)
CFB工藝主要依靠除塵器收集下來的部分物料返回流化反應(yīng)塔來實(shí)現(xiàn)物料的循環(huán)(外循環(huán)),而RCFB工藝的特點(diǎn)是反應(yīng)塔內(nèi)獨(dú)特的流場設(shè)計(jì)和塔頂結(jié)構(gòu),使吸收劑顆粒在向上運(yùn)動中有一部分從塔頂向下返回塔中。這股向下的固體物料與煙氣流向相反,增加了氣固接觸時間。在內(nèi)、外循環(huán)的作用下,吸收劑利用率和脫硫率得到優(yōu)化。
圖12-13CFB煙氣脫硫系統(tǒng)3.新型一體化脫硫系統(tǒng)(NID)
NID系統(tǒng)如圖12-14示。其特點(diǎn)是消石灰與袋式除塵器或電除塵器收集下來的再循環(huán)灰在混合增濕器中混合,并加水增濕。增濕后的固體物料含水分僅5%左右,仍保持分散狀態(tài)。然后,將其加入反應(yīng)塔,并均勻地分布在熱態(tài)煙氣中,與煙氣中
酸性氣體反應(yīng)而被脫除。煙氣在反應(yīng)塔內(nèi)的停留時間<2s,物料再循環(huán)倍率達(dá)30~50,從而保證了NID工藝高的吸收劑利用率和高脫硫率。4.氣體懸浮吸收脫硫工藝(GSA)與CFB相比,GSA工藝的特點(diǎn)是:(1)流化反應(yīng)塔出口安裝旋風(fēng)分離器作預(yù)除塵,丹麥FLSMiljo公司稱,該旋風(fēng)分離器的除塵效率達(dá)99%,反應(yīng)塔出口固體顆粒濃度為500~2000g/m3,經(jīng)此旋風(fēng)分離除塵后濃度可降至5~20g/m3;(2)用生石灰消化后制成石灰漿噴入反應(yīng)塔底部,石灰漿用空壓機(jī)提供的壓縮空氣霧化。
圖12-14新型一體化脫硫系統(tǒng)(NID)1-鍋爐;2-布袋除塵器;3-加濕器;
4-煙囪;5-硝石灰器12.3.3爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)
第一步,爐內(nèi)噴鈣,即將325目的細(xì)石灰石粉以氣流輸送方式噴射到鍋爐爐膛上部900~1250℃區(qū)域脫硫;
第二步,在爐后的活化器內(nèi)噴一定量的水活化CaO,進(jìn)一步脫硫;
第三步,加濕灰漿再循環(huán)
.爐內(nèi)噴鈣、尾部增濕脫硫工藝主要有LIFAC、LIMB和LIDS三種。圖12-15LIFAC煙氣脫硫分步實(shí)施流程(a)爐內(nèi)噴鈣-爐后增濕-干灰循環(huán)工藝;(b)爐內(nèi)噴鈣-爐后增濕-濕灰循環(huán)工藝1-石灰石倉;2-鍋爐;3-活化器;4-電除塵器;5-煙囪3412.3.4荷電干吸收劑噴射脫硫法(CDSI)
美國阿蘭柯環(huán)境資源公司上世紀(jì)90年代開發(fā)的荷電干吸收劑噴射系統(tǒng)(ChargedDrySorbentInjection,CDSI)適用于中小型鍋爐的脫硫,投資省,占地少,工藝簡單,在Ca/S=1.5左右時,脫硫率達(dá)60%~70%。12.3.5活性炭吸附法
(1)活性炭、分子篩、硅膠等對SO2都有良好的吸附性能,以活性炭應(yīng)用較多。(2)
活性炭或改性活性炭催化氧化脫SO2。圖12-17活性炭固定床吸附SO21-文丘里洗滌器;2-吸附塔;3-液槽;4-硫酸濃縮器;5-冷卻器;6-過濾器3612.3.6氣相催化氧化法該法與SO2制酸原理相同,即用V2O5作催化劑,將SO2催化氧化為SO3,再用水或稀硫酸吸收為濃硫酸。這種工藝最初用于處理硫酸尾氣,加裝在硫酸系統(tǒng)中,成為兩轉(zhuǎn)兩吸新工藝。另外,丹麥Haldor
TopsoeA/S公司使SO3在較高溫度下與水汽生成硫酸蒸汽,然后在WSA-2塔中直接冷凝并濃縮,得到95%的濃硫酸。12.4煙(廢)氣脫硝概述
1.大氣中氮氧化物的來源及危害
2.氮氧化物污染控制方法
(1)燃料脫氮;(2)低NOX燃燒;(3)煙(廢)氣脫硝。目前,煙(廢)氣脫硝主要有還原法、液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法和硫硝同脫等幾類。
12.5還原法脫硝技術(shù)12.5.1選擇性非催化還原法(SNCR)在950~1050℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi),無催化劑存在下,NH3、尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOX
。12.5.2非選擇性催化還原法在500~700℃和催化劑作用下,還原劑首先將廢氣中紅棕色的NO2還原為無色的NO,稱為脫色反應(yīng);同時伴隨著O2被燃燒,放出大量熱;接著,還原劑將NO還原為N2,稱為消除反應(yīng)。12.5.3選擇性催化還原法(SCR)
在較低溫度和催化劑作用下,NH3或碳?xì)浠衔锏冗€原劑能有選擇性地將煙氣中NOX還原為N2。
1、SCR法凈化燃燒煙氣中NOX目前,國外用于處理煙氣中NOX的SCR反應(yīng)器大多置于鍋爐之后、空氣預(yù)熱器之前,置于電除塵器之后的較少。優(yōu)點(diǎn):可以充分利用煙氣的熱能缺點(diǎn):粉塵顆粒對催化劑有磨損常用催化劑:V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2等
SO2中毒:
(1)工藝流程
圖12-18反應(yīng)器置于空預(yù)器前的SCR系統(tǒng)1-鍋爐;2-SCR反應(yīng)器;3-空氣預(yù)熱器;4-電除塵器41(1)SO2和H2O中毒機(jī)理一般,具有SCR活性的金屬氧化物催化劑對SO2
均有不同程度的催化氧化作用,生成的SO3與水反應(yīng)生成硫酸,硫酸進(jìn)一步與金屬氧化物(活性組分或載體)形成硫酸鹽而使催化劑失活。另一方面,硫酸與還原劑NH3生成含硫銨鹽(如NH4HSO4、(NH4)2S2O7),逐漸堵塞催化劑微孔也使催化劑失活。42(3)SCR反應(yīng)要在較高溫度下進(jìn)行的原因
含硫銨鹽所引起的催化劑毒化常發(fā)生在較低反應(yīng)溫度下。在較高溫度下,由于生成的含硫銨鹽被分解,SO2
對催化劑的毒化作用甚微,因此,盡管V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2催化劑在較低溫度下(200~300℃)亦有很高的SCR活性,但它們在實(shí)際應(yīng)用過程中必須在350℃以上操作,這是目前大多數(shù)煙氣脫硝反應(yīng)器置于空氣預(yù)熱器之前的主要原因。432、SCR凈化工業(yè)NOX廢氣
以SCR法處理硝酸尾氣中NOX為例,介紹這類不含煙塵和SO2
的NOX廢氣SCR過程。(1)工藝流程在透平膨脹機(jī)之后安裝一套公用的SCR系統(tǒng)進(jìn)行處理,其流程如圖12-19示。全中壓法硝酸尾氣的SCR系統(tǒng)一般設(shè)在透平膨脹機(jī)之前,如圖12-20示。44
圖12-19綜合法尾氣治理工藝流程圖
1-水封;2-熱交換器;3-燃燒爐;4-反應(yīng)器圖12-20全中壓法尾氣治理流程圖
1-反應(yīng)器;2-換熱器;3-透平膨脹機(jī)45(2)催化劑當(dāng)不考慮SO2
毒化作用時,Cu、Fe、V、Cr、Mn等許多非貴金屬氧化物都有較高的SCR活性。我國已在工業(yè)上應(yīng)用或經(jīng)中試的用于NOX廢氣處理的主要催化劑及其性能列于表12-4。46(3)影響因素
影響SCR效果的因素包括:催化劑活性:空間速度:空速過大,氣固接觸時間短,反應(yīng)不充分,效率下降;反之,空速過小,催化劑和設(shè)備不能充分利用,不經(jīng)濟(jì)。NH3/NOX摩爾比:反應(yīng)不完全,效率低;增加到一定值后,效率不再增加,過量的NH3會造成二次污染和NH3耗增加。反應(yīng)溫度:溫度過低、過高都是不利的。當(dāng)溫度超過350℃時,副反應(yīng)增加,效率下降。
47(4)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)12.6吸收法脫硝技術(shù)12.6.1稀硝酸吸收法
NO在稀硝酸中的溶解度比水中大得多,故可用稀硝酸吸收NOX廢氣。硝酸吸收NOX以物理吸收為主,低溫高壓有利于吸收,加熱減壓有利于解吸。溫度為10~20℃時,效率可達(dá)80%以上;38℃時效率僅20%。吸收劑硝酸的濃度以15%~30%效率較高。實(shí)踐證明,用作吸收劑的硝酸中N2O4含量從0.004%增加到0.06%時,吸收率從87%降到67%,故吸收劑硝酸需先用空氣吹出其中溶解的NOX,成為“漂白硝酸”。
圖12-22漂白硝酸脫除硝酸尾氣NOX流程圖1-原硝酸吸收塔;2-尾氣吸收塔;3-加熱器;4-冷卻器;5-漂白塔;6-尾氣預(yù)熱器;7-透平機(jī)5012.6.2堿液吸收法
原理
堿性溶液和NO2反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽,和N2O3(NO+NO2)反應(yīng)生成亞硝酸鹽。堿液吸收法的實(shí)質(zhì)是酸堿中和反應(yīng),因?yàn)槲者^程中,NO2將首先溶于水生成HNO3和HNO2;氣相中的NO和NO2將先按反應(yīng)NO+NO2=N2O3+40.2kJ生成N2O3溶于水而生成HNO2,繼而HNO3和HNO2與堿發(fā)生中和反應(yīng)。對于不可逆的酸堿中和反應(yīng),決定吸收效率的關(guān)鍵是吸收速度而不是化學(xué)平衡。工藝及操作一般用30%以下的NaOH或10%~15%的Na2CO3溶液,在2~3個填料塔或篩板塔內(nèi)串聯(lián)吸收,吸收率隨廢氣的氧化度、設(shè)備和操作條件而異,一般在60%~90%。堿液吸收法的改進(jìn):有效控制廢氣中NOX的氧化度通常將NO2/NOX比值稱為氮氧化物的氧化度。實(shí)驗(yàn)表明,氧化度為50%~60%或NO2/NOX=1~1.3時,吸收速度最大,因而吸收效率也最高(圖12-23)。由于NO不能單獨(dú)被堿吸收,故堿液吸收法不宜處理燃燒煙氣和NO比例很大的NOX廢氣。圖12-23氧化度對NOx吸收率的影響
1-NOx含量1%;
2-NOx含量2%12.6.3氧化吸收法氧化吸收法是指直接將廢氣中的部分NO氧化為NO2,提高氧化度后再用堿液吸收的方法。有催化氧化法或富氧氧化法、其他化學(xué)氧化劑氧化法、硝酸氧化法和紫外線氧化法等。催化氧化或富氧氧化法其他化學(xué)氧化劑氧化法O3、Cl2、ClO2和液相氧化劑(KMnO4、NaClO2、NaClO、H2O2、KBrO3、K2Cr2O7、Na2CrO4、(NH4)2CrO7等的水溶液)硝酸氧化法用較高濃度的硝酸(44%~47%)氧化NO的反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是NO2成酸的逆反應(yīng):NO+2HNO3→3NO2+H2O
圖12-26硝酸氧化-堿吸收工藝流程1-硝酸漂白塔;2-氧化塔;3-分離器;4-硝酸循環(huán)槽;5-堿循環(huán)槽;6,8-尾氣吸收塔;7-堿循環(huán)槽氧化過程中,硝酸濃度不斷下降。硝酸氧化的成本較低,國內(nèi)有硝酸廠采用硝酸氧化-堿液吸收法處理硝酸尾氣,流程如圖12-26示。過程中需向系統(tǒng)補(bǔ)充硝酸和堿液,并將吸收液送出加工硝酸鹽和亞硝酸鹽副產(chǎn)品。
12.6.4液相還原吸收法這是一種用液相還原劑將NOX還原為N2的方法。常用的還原劑有亞硫酸鹽、硫化物、硫代硫酸鹽和尿素的水溶液等。液相還原吸收法必須將NO氧化為NO2或N2O3,即還原吸收的效率隨氧化度增加而增大。12.6.5液相絡(luò)合吸收法利用液相絡(luò)合劑直接同NO反應(yīng)的方法,對主要含NO的NOX廢氣和煙氣有特別意義。硫酸亞鐵法Fe2+螯合物法:Fe(Ⅱ)-EDTA
56液相絡(luò)合法目前存在的問題是:(1)為回收NOX必須選用不使Fe(Ⅱ)氧化的惰性氣體將NO吹出,成本高;(2)吸收液中的Fe(Ⅱ)不可避免地被煙(廢)氣中的O2氧化為Fe(Ⅲ),用電解還原法或鐵粉還原法再生Fe(Ⅱ)均使工藝復(fù)雜和費(fèi)用增加;(3)當(dāng)吸收液中加入Na2SO3時,生成一系列硫氮化合物,難予處理。這些都使該法未能工業(yè)應(yīng)用。12.7吸附法脫硝技
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