【管理资料】火电厂超低排放与脱硫废水零排放研究进展汇编

二、燃煤烟气NO脱除技术
1.氮氧化物控制技术
低氮燃烧：技术成熟、投资和运行费用低，是控制NOx最经济的手段。
SCR：技术最成熟、应用最广泛的烟气脱硝技术，是控制氮氧化物最根本的措施。其原理 是在催化剂存在的情况下，通过向反应器内喷入脱硝还原剂氨，将NOx还原为N2。此工艺 反应温度在300-450℃之间，脱硝效率通过调整催化剂层数能稳定达到60-90%。其主要问 题是空预器堵塞、氨逃逸等。
燃煤烟气中的NOx主要以NO(占90% 以上)的形式存在，NO难溶于 水，致使其难以被转化吸收。采用该技术可以NO氧化为易溶的NO2 、N2O3 等气体，再被液相吸收。
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高级氧化技术的特点 ① 氧化能力强，脱除效率高：表 为几种常见氧化剂氧化能力的对比
，可见，·OH 是一种氧化能力极强的氧化剂。
② 选择性小、反应速度快：羟基自由基是一种选择性很小的氧化剂 ，当存在多种污染物质时可同时脱除。
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2.2 鼓泡塔内NaClO2/(NH4)2CO3溶液脱除NO
实验装置
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影响因素分析 ➢ NaClO2溶液浓度对NO脱除效率的影响
NaClO2溶液浓度对 NO的脱除效率有很大 影 响，这主要与NO和 NaClO2的特性有关 。 随着NaClO2浓度的增 加 ,溶液含氧化性较强 的ClO2-浓度增大，氧 化NO的反应增强 。
③ 氧化彻底，无二次污染：普通氧化剂氧化能力差，不足以将污染 物彻底氧化分解，往往产生一些中间产物，造成二次污染。而·OH 能将污染物彻底氧化，NO 氧化为NO3 － 等，·OH 的反应产物为 H2O 和 O2，避免了对环境造成二次污染。
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高级氧化技术脱硝的反应机理 NO在水中的溶解度很小，绝大部分由·OH氧化吸收，反应方程式如下：
SNCR：在高温条件下（900-1100℃），由尿素/氨作为还原剂，将NOx还原成N2和水，脱 硝效率为25%～50%。氨逃逸率较高，且随着锅炉容量的增大，其脱硝效率呈下降趋势。
正在研发的新技术：炭基催化剂（活性焦）吸附技术：炭基催化剂（活性焦）具有比表面 积大、孔结构好、表面基团丰富、原位脱氧能力高，且具有负载性能和还原性能等特点， 既可作载体制得高分散的催化体系，又可作还原剂参与反应。在NH3存在的条件下，用炭 基催化剂（活性焦）材料做载体催化还原剂可将NOx还原为N2。
结果讨论 ➢催化剂活性
当温度低于150℃时，Ce-Cu/TiO2 的NO转化率比Ce-Fe/TiO2高，并且 在低温段Ce-Cu/TiO2的转化效率比 Ce-Fe/TiO2高出7% ～ 25% ，这可能 是由于Cu2+的存在而提高了催化剂 的低温活性，但是当温度高于200℃
时，NO转化率Ce-Fe/TiO2就会高于 Ce-Cu/TiO2，并且当温度高于250℃ 时，Ce-Fe/TiO2的NO转化率没有降 低的趋势，而 Ce-Cu/TiO2的NO转化 率却迅速降低。
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➢ 反应温度对脱硝效率的影响
从图可以看出，随着 温度的升高，脱硝效率 有所上升。主要是因为 NO分子运动加剧，单位 时间有效碰撞次数增大， 反应增强，这种原因在 本反应中占主导地位， 导致反应速率随温度升 高而增强 。
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2.3 不同金属掺杂对 Ce /TiO2 的SCR脱硝性能的影响
以溶胶凝胶法分别制备了 Ce-Cu /TiO2 和Ce-Fe /TiO2 催化剂。
➢ 与国内外科研机构和企业在大气污染物控制方面建 立了良好合作关系
酸雨
水体 污染
土壤污染
地球 在 哭泣
雾霾
温室 效应
2014年《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020 年）》其中提出严控大气污染物排放的要求：
设施类型 燃煤电站
污染物项目 烟尘
二氧化硫 氮氧化物 汞及其化合物
限值（单位：mg/m3） 10 35 50 0.03
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➢ 催化剂表征
由图可以看出，催化剂中 Fe 元素 在 Ce/TiO2 的表面以微晶或无定形态 存在，也可能 Fe形成的氧化物在 Ce/TiO2 的表面分散较为均匀，没有 烧结聚集长成大晶粒。因此，Fe 类 氧化物的较低晶粒和无定型结构对 SCR反应十分有利。
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➢ 催化剂表征
从图可以看出，Ce-Cu/TiO2 并没有 明显的 NH3 脱附峰，只是在 800 ℃ 时峰值稍微高些。然而在 247 ℃ 时 Ce-Fe/TiO2 的峰值达到最大，这表明 247 ℃ 是 Ce-Fe/TiO2 吸附NH3的催化 活性中心。从TPD表征中计算可得， Ce-Fe /TiO2 的峰面积( 55718.352) 明 显大于 Ce-Cu /TiO2 的峰面积 ( 10440.052)，这表明同样质量的两 种催化剂，Ce-Fe /TiO2 对 NH3 的吸 附量比 CeCu /TiO2 要大，即表明 Ce-Fe /TiO2 的酸性较强。
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➢ NO浓度对脱硝效率的影响
从图中可以看出随 着NO 浓度的升高，主 要是NO浓度差作为吸 收过程的推动力，随 着 其增大，加强了气 液传质 ，NO的脱除效 率增加 。
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➢ (NH4)2CO3浓度对脱硝效率的影响
随着(NH4)2CO3浓度 的升高，脱硝效率有 所下降。这 主要是随 着(NH4)2CO3 浓度的升 高，溶液PH值有所升 高，会对(NH4)2CO3 的 氧化性造成影响 。
火电厂超低排放与脱硫废水零排 放研究进展
目录
火电厂超低排放标准 燃煤烟气NO脱除技术 燃煤烟气Hg脱除技术 烟气SO2脱除与脱硫废水零排放
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本方向所在学科简介
➢ 行业特色明显，所在学科是上海市重点学科，是上 海发电环保工程技术研究中心依托单位，长期从事 污染物控制的研究。
➢ 承担国家“973”、“863”、国家自然科学基金和省 部级科技攻关项目和企业委托项目
NO脱除技术
高级氧化技术 鼓泡塔内NaClO2/(NH4)2CO3溶液脱除NO 不同金属掺杂对 Ce /TiO2 的SCR脱硝性
能的影响
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二、燃煤烟气NO脱除技术
2.1 高级氧化技术
高级氧化技术的原理 其特点为利用催化剂、光、电、紫外线等技术，催化产生大量氧化
能力极强的羟基自由基( ·OH) ，利用其强氧化性氧化分解污水中难溶 的有机物。
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➢ SO2 毒化测试
由图 可以看出，在通入SO2后， Ce-Cu/TiO2 的NO转化率从 98% 迅速 跌至 45% ，最后稳定在 35% 左右； Ce-Fe/TiO2 的 NO 转化率则是先降低， 而后又回升，最后稳定在较高水平。 这表明Ce-Cu/TiO2 的抗 SO2 毒化能力 较弱，但 Ce-Fe/TiO2的抗毒化能力很 强，通入SO2 后半小时内NO 的转化 率下降。