火力发电厂脱硫脱硝一体化工艺的探讨

火力发电厂脱硫脱硝一体化工艺的探讨

发表时间：2015-12-23T11:38:34.273Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：孙伟

[导读] 福建省大唐国际宁德电厂一直以来，在环境问题中大气污染都是一个常见的问题，对人类未来的发展和生存有比较大的影响。

孙伟

（福建省大唐国际宁德电厂福建宁德 355006）

摘要：当前我国大约有80%以上电力是由煤炭资源生产的，由于煤炭燃烧过程中会产生醛类、NOx、CO、SO3、SO2、固体颗粒烟尘等污染物，对环境造成了比较大的影响。其中NOx和SO2污染最为严重的大气污染物，对环境健康造成了严重的影响。基于此，本文对火力发电厂脱硫脱硝一条化工业进行探讨。

关键词：火力发电厂；脱硫脱硝；一体化工艺；探讨

一直以来，在环境问题中大气污染都是一个常见的问题，对人类未来的发展和生存有比较大的影响。目前，火力发电厂在发电过程中，由于使用的脱硫、脱硝设备效率不高，缺乏管理经验，导致燃烟煤气中含有大量的NOx和SOx，由于这些气体氧化物没有经过处理就排放到大气中，严重破坏了大气层。所以，研究火力发电厂脱硫脱硝一体化工艺非常重要。

1 火力发电厂脱硫脱硝一体化装置的设计

当前烟气净化装置的类型比较多，而且主使用的脱硝装置和脱硫装置都是单独存在的。随着然燃煤排放的要求越来越高，单独脱硝或脱硫由于设备投资过大、占用的面积也比较大，导致设备的维护费用和运行费用也比高，其经济效益也逐步丧失。当前，研究人员已经开始进一步进行脱硫装置和脱硝装置的研究，即在同一个装置中同时进行脱硫和脱硝。一体化装置如图1所示。在运行过程中，首先将烟气从旋风器通过初步去除灰尘后，回收大颗粒粉尘，然后利用脱硫脱氮和自激式除尘器完成脱硫脱氮和除尘，再使用冲击淋洗塔进行脱氮，然后利用汽水分离器进行分离，从而实现脱硫脱氮。

2 实验设计

2.1 选择催化剂制备方法

实验要求和材料如表1所示。本次实验使用铜轨复合系催化剂为基础，使用粉末状或颗粒状的分子蹄作为载体，使用不同的制备方法进行脱硫脱硝催化剂的制备。（1）浸渍沉淀法制备。配置适量0.5mol/L偏筑酸胺溶液和0.75mol/L溶液作为备用溶液。取分子蹄颗粒状5g作为催化剂的载体，提前进行焙烧干燥以后，先将其投入到酸性硫酸铜溶液中浸泡两个小时，然后再浸渍液体中加入少量的偏银酸胺溶液[1]。完成浸泡后，对混合液进行调制，使其PH值保持碱性。（2）共混法。将偏铒酸铵和硝酸铜按照3：2的比例进行混合，然后加入固定质量分子蹄粉末作为载体，搅拌均匀后，加入适量的水进行湿润，制出催化剂前体，然后制成直径为5mm左右的颗粒，取5g放入到反应器中进行试验。（3）多组分浸渍法。首先把分子筛投入到酸性的偏钒胺酸性溶液中，然后进行焙烧，然后放入到硝酸铜溶液中进行浸渍，为了保证负载量可以反复浸渍几次，制备好催化剂后填入到反应器中进行试验。

2.2 试验步骤

（1）首先对三通阀门Ⅰ和Ⅱ进行调节，从流量计定量模拟烟气和空气混合后进入到燃烧分析仪器分析，对反应前气体氢氧化物和二氧化硫的含量进行测量。

（2）对三通阀门Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行调节，从流量及定量的烟气和空气混合后从换热器经过然后进入到反应器中，进行脱硫脱硝催化反应，然后利用燃烧分析仪进行分析，将反应后烟气中的氮氧化物和二氧化硫的的剩余量测量出来。

（3）对三通阀门进行调节，气体流入到反应器后进行催化脱硫脱硝反应，然后利用填料吸收塔对三氧化硫和残留气体进行吸收，再利用干燥器进行干燥后流入到燃烧分析仪中进行在线分析，对脱硫脱硝联合工艺后氮氧化物和二氧化硫的剩余量进行检测。如图2所示。

3 试验结果讨论

3.1 确定最佳催化剂制备方法

选用不同方法制备出来的催化剂脱硫硝酸活性也有所不同，当温度为450℃时，在空速不断增加的情况下，脱硝效率和脱硫效率会逐渐降低。在低空速下使用共混法制备得到的催化剂可以将烟气中的二氧化硫全部脱除，不过脱硝效果差，不适合同时进行脱硝和脱硫实验[2]。而使用浸渍沉淀法制备出来的催化剂具有良好的脱硝、脱酸活性，多组分浸渍法得到的催化剂效果处于两者之间。总体来说，使用浸渍沉淀法制成的铜钒复合系催化剂具有良好的脱硝脱硫效率，可以进一步进行改性研究。

在低空速下对共同混合法制备的催化剂随时间变化关系进行研究，如图3所示。从图三可以看出，共混法制备催化剂在脱硫方面具有良好的效果，脱硝效率会先变大，然后降低。究其原因，主要是因为催化剂中含有一部分硫化物，可以进一步加快氮氧化物的脱除，在400min钟以后，脱硝的效果会显著降低。出现这种情况主要是因为硫化物中含有较多的催化剂，导致二氧化硫中毒，进而致使催化剂的活

性降低。

3.4 评价改进后联合脱除工艺

对以上工艺进行改进后，尾气经过反应后从Ⅱ三通阀门进入到吸收段，然后利用吸收液进行吸收以后，利用干燥剂进行干燥以后进入到分析仪中。本次研究使用水吸收和碱吸收两种方案。使用水吸收时，可以在低空速下完全脱除二氧化硫，在有氧的情况下，一氧化氮会转变成二氧化氮，水吸收二氧化氮转变成一氧化氮和硝酸，所以，水吸收无法完全脱除氮氧化物。而使用碱液吸收的方法可以使脱除效率达到100%。

4 结论

综上所述，通过对工艺进行改进，并设计新的实验装置，使用作为脱硫脱硝催化剂，并对催化剂进行了改性，对催化剂的制备方法、脱硫脱硝工艺、影响因素、催化剂表征等进行了研究和分析，找出了催化剂失活的具体原因，进一步对工艺进行了优化，提升了催化剂的整体稳定性和整体效率。

参考文献：

[1]姚雨，郭占成，赵团.烟气脱硫脱硝技术的现状与发展[J].钢铁，2003，38（1）：5-7.

[2]谢新媛，煤燃烧过程固硫剂的研究发展[J].化工进展，2004，23（10），1062-1066.

[3]许勇毅，查智明，赵翠仙.燃煤烟气中脱硫脱硝技术简述[J].云南化工，2007，34（1）：75-77.