烟气脱硫脱硝的方案.ppt
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❖活性炭吸收脱硫脱硝工艺 ❖NOxSO工艺（ Na2CO3/Al2O3球状颗粒） ❖CuO同时脱硫脱硝工艺
活性炭脱硫脱硝工艺
在吸收塔内：2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4
6 NO + 4 NH3 → 5 N2 + 6 H2O
在解吸塔内： 2H2SO4 → SO3 + H2O
2SO3 + C → 2SO2 + CO2
燃煤烟气同时脱硫脱硝技术
2020/4/15
背景
由于大量排放含有SO2、
NOx的烟气引起的酸雨等环
境问题日益严重，解决二氧
化硫和氮氧化物污染刻不容
缓。
需要低成本、适合我国国情 的脱硫脱硝方法。
煤的成份
C 65-95% H 2-7% O <25% S <10% N 1-2%
SO2 NOx
燃煤烟气特点
6.Zhao Biying，Jiang De-en，Xie Youchang. Dispersion of Ndeas2uClfOu3rizoantionA.lF2Oue3l.a2n0d02t，he81t（hre1s1h）old：1e5ff6e5ct in flue-gas
谢谢！
参考文献和资料
1. 钟秦，燃煤烟气脱硫脱硝工程实例, 北京, 化学工业出版 社, 2002.
2. 姚强， 洁净煤技术, 北京, 化学工业出版社, 2005.
3.Zhao Biying, Jiang De-en. Fuel. 2002,81(11): 1565
4. The NOXSO process. Applied Catalysis B: Environmental. 1994，5（1）: N7
SO2 + CaCO3 + O2 + H2O CaSO4 ·2H2O + CO2
4NO + 4NH3 + O2 4N2+6H2O
脱硫脱硝技术分类
固相吸收/再生烟气脱硫脱硝技术 气/固催化脱硫脱硝技术 高能电子活化氧化技术 湿法同时脱硫脱硝技术
技术分类1
固相吸收/再生烟气脱硫脱硝技术
DESONOX工艺
DESONOX
第一层：NOx的SCR催化剂V2O5/TiO2
4NO + 4NH3 + O2 4N2+6H2O 2NO2＋4NH3 + O2 3N2+6H2O
第二层：SO2氧化催化剂V2O5或贵金属 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4
WSA-SNOX工艺示意图
研究趋势
技术上：改进FGD和SCR组合工艺，降低 操作费用。
学术上：除了化学催化的改进，采用物理 的、生物的技术。
高能电子活化氧化技术 液膜法 生物法
山西煤化所刘振宇等人对于脱硫脱硝，选用 的催化剂为：以Al2O3、活性炭(AC)为载体负 载各种金属氧化物CuO，V2O5，采用的是 SCR法还原NOx路线。
华东理工大学·肖文德·专利号：01105698.3
乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化NO
1. NO (g) 转化为 NO (aq) NO与[Co(en)2]2+反应:
NO(g) + [Co(en)2]2++OH- [Co(en)(NO)OH] ++en
2. NO被氧化NO2 [Co(en)(NO)OH] + + [O] [Co(en)(NO2)OH] +
华东理工大学肖文德等人，以Al2O3为载 体,负载各种金属氧化物NiO、Co3O4的 催化剂上，研究氧化NO为NO2的规律； 并考察SO2对其的影响。
设想
多联产能源系统中分离SO2 、NOx ；
用天然气中的CH4、H2等还原SO2，从产物 中得到H2S；
利用H2S来还原NOx 希望实现： H2S + NO N2 + S + H2O
5. 总反应方程式为： 2NO + O2 +2OH - NO2- + NO3-+ H2O
总之：
[O] 将NO氧化NO2 在碱性溶液中，NO2NO2- + NO3 en能保持[Co(en)2]2+离子不断循环
－－SO2：石灰/石膏法脱除 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
技术分类3
高能电子活化氧化技术
使用物理方法产成高能自由基，氧化SO2，NOx 为酸,与氨形成盐,制得硫酸铵,硝酸铵;
NONO2HNO3NH4NO3 SO2 SO3H2SO4(NH4)2SO4
湿法脱硫脱硝技术 乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化
乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化
催化剂： [Co(en)2]2+ 氧化剂：烟气中的O2（氧的浓度 2～11%） 溶液pH值：7～13 填料塔，逆流接触 反应操作温度30～80 oC NO浓度 100～2000ppm（deNOx ～90%） SO2浓度 500～5000ppm （deSO2 >90%）
多联产能源系统
空气
煤炭 石油
空气分离 O2
气化
N2,Ar
合成气
高温净化
水蒸汽
变换反应
CO2+H2 气体分离
CO2 H2
天然气
热/电/冷 联产
IGCC or GCC
化工产品
液体燃料
其他
商业楼宇 住宅
热/电/冷 大规模
联产
发电
燃料 电池
埋存
干冰
化工
藻类 生长
强化石油和 煤层气开采
总结
工业上现行的脱硫脱硝工艺 乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化NO 多联产中脱硫脱硝的设想
气量大、浓度低、成分杂
100MW的发电机组，尾气量约为4×105 m3(STP)/h
常量组分：水 4% ~ 6%，O2 ~ 5% 微量组分： SO2 500 ~ 4000ppm
NOx ~500ppm 痕量组wk.baidu.com：Hg、As等 粉尘
工业技术情况
工业化的SO2/NOx联合脱除工艺是： SO2--湿法石灰石/石膏烟气脱硫(FGD) NOx--氨气选择性催化还原法(SCR)
技术分类2
气/固催化同时脱硫脱硝技术
❖SNRB工艺（脱硫脱硝除尘） ❖DESONOX工艺 ❖WSA-SNOX工艺
SNRB工艺示意图
SNRB工艺
高温袋式反应器
SO2脱除：钙基或钠基吸收剂以脱除 NOx脱除：注入NH3用SCR法 粉尘：用高温陶瓷纤维袋式过滤器捕集
US Department of Energy. DOE/FE-0459-2. Clean Coal Technology Programs: Completed Projects 2003. Clean Coal Today Newsletter. 2003，(2)：72
NOxSO工艺示意图
NOxSO工艺 • 吸收剂： Na2CO3/Al2O3球状颗粒
SO2 Na2SO3 Na2SO4 NO NO2 2NaNO3
• 吸收剂再生：
H2NOa2SO4 + CH4 Na2O + H2S + SO2 + CO2 + 2NaNO3 Na2O + NO2 + NO + O2
NO (g) NO (aq) NO2
3. 在碱性溶液中，OH-会取代络合物中的NO2： [Co(en) (NO2)OH] + + OH-
[Co(en) (OH)2] + NO2- + NO3- +H2O
2NO2 +2OH - NO2- + NO3-+ H2O
4. 催化剂再生 [Co(en) (OH)2] + en [Co(en)2]2+ + 2OH-
5.Snip O C，Woods M，Korbee R，et al. Regenerative removal of SO2 and NOx for a 150 MWe power plant in an interconnected fluidized bed facility. Chemical Engineering Science. 1996，51（10）：2021
活性炭脱硫脱硝工艺
在吸收塔内：2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4
6 NO + 4 NH3 → 5 N2 + 6 H2O
在解吸塔内： 2H2SO4 → SO3 + H2O
2SO3 + C → 2SO2 + CO2
燃煤烟气同时脱硫脱硝技术
2020/4/15
背景
由于大量排放含有SO2、
NOx的烟气引起的酸雨等环
境问题日益严重，解决二氧
化硫和氮氧化物污染刻不容
缓。
需要低成本、适合我国国情 的脱硫脱硝方法。
煤的成份
C 65-95% H 2-7% O <25% S <10% N 1-2%
SO2 NOx
燃煤烟气特点
6.Zhao Biying，Jiang De-en，Xie Youchang. Dispersion of Ndeas2uClfOu3rizoantionA.lF2Oue3l.a2n0d02t，he81t（hre1s1h）old：1e5ff6e5ct in flue-gas
谢谢！
参考文献和资料
1. 钟秦，燃煤烟气脱硫脱硝工程实例, 北京, 化学工业出版 社, 2002.
2. 姚强， 洁净煤技术, 北京, 化学工业出版社, 2005.
3.Zhao Biying, Jiang De-en. Fuel. 2002,81(11): 1565
4. The NOXSO process. Applied Catalysis B: Environmental. 1994，5（1）: N7
SO2 + CaCO3 + O2 + H2O CaSO4 ·2H2O + CO2
4NO + 4NH3 + O2 4N2+6H2O
脱硫脱硝技术分类
固相吸收/再生烟气脱硫脱硝技术 气/固催化脱硫脱硝技术 高能电子活化氧化技术 湿法同时脱硫脱硝技术
技术分类1
固相吸收/再生烟气脱硫脱硝技术
DESONOX工艺
DESONOX
第一层：NOx的SCR催化剂V2O5/TiO2
4NO + 4NH3 + O2 4N2+6H2O 2NO2＋4NH3 + O2 3N2+6H2O
第二层：SO2氧化催化剂V2O5或贵金属 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4
WSA-SNOX工艺示意图
研究趋势
技术上：改进FGD和SCR组合工艺，降低 操作费用。
学术上：除了化学催化的改进，采用物理 的、生物的技术。
高能电子活化氧化技术 液膜法 生物法
山西煤化所刘振宇等人对于脱硫脱硝，选用 的催化剂为：以Al2O3、活性炭(AC)为载体负 载各种金属氧化物CuO，V2O5，采用的是 SCR法还原NOx路线。
华东理工大学·肖文德·专利号：01105698.3
乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化NO
1. NO (g) 转化为 NO (aq) NO与[Co(en)2]2+反应:
NO(g) + [Co(en)2]2++OH- [Co(en)(NO)OH] ++en
2. NO被氧化NO2 [Co(en)(NO)OH] + + [O] [Co(en)(NO2)OH] +
华东理工大学肖文德等人，以Al2O3为载 体,负载各种金属氧化物NiO、Co3O4的 催化剂上，研究氧化NO为NO2的规律； 并考察SO2对其的影响。
设想
多联产能源系统中分离SO2 、NOx ；
用天然气中的CH4、H2等还原SO2，从产物 中得到H2S；
利用H2S来还原NOx 希望实现： H2S + NO N2 + S + H2O
5. 总反应方程式为： 2NO + O2 +2OH - NO2- + NO3-+ H2O
总之：
[O] 将NO氧化NO2 在碱性溶液中，NO2NO2- + NO3 en能保持[Co(en)2]2+离子不断循环
－－SO2：石灰/石膏法脱除 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
技术分类3
高能电子活化氧化技术
使用物理方法产成高能自由基，氧化SO2，NOx 为酸,与氨形成盐,制得硫酸铵,硝酸铵;
NONO2HNO3NH4NO3 SO2 SO3H2SO4(NH4)2SO4
湿法脱硫脱硝技术 乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化
乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化
催化剂： [Co(en)2]2+ 氧化剂：烟气中的O2（氧的浓度 2～11%） 溶液pH值：7～13 填料塔，逆流接触 反应操作温度30～80 oC NO浓度 100～2000ppm（deNOx ～90%） SO2浓度 500～5000ppm （deSO2 >90%）
多联产能源系统
空气
煤炭 石油
空气分离 O2
气化
N2,Ar
合成气
高温净化
水蒸汽
变换反应
CO2+H2 气体分离
CO2 H2
天然气
热/电/冷 联产
IGCC or GCC
化工产品
液体燃料
其他
商业楼宇 住宅
热/电/冷 大规模
联产
发电
燃料 电池
埋存
干冰
化工
藻类 生长
强化石油和 煤层气开采
总结
工业上现行的脱硫脱硝工艺 乙二铵合钴(Ⅱ)络合催化NO 多联产中脱硫脱硝的设想
气量大、浓度低、成分杂
100MW的发电机组，尾气量约为4×105 m3(STP)/h
常量组分：水 4% ~ 6%，O2 ~ 5% 微量组分： SO2 500 ~ 4000ppm
NOx ~500ppm 痕量组wk.baidu.com：Hg、As等 粉尘
工业技术情况
工业化的SO2/NOx联合脱除工艺是： SO2--湿法石灰石/石膏烟气脱硫(FGD) NOx--氨气选择性催化还原法(SCR)
技术分类2
气/固催化同时脱硫脱硝技术
❖SNRB工艺（脱硫脱硝除尘） ❖DESONOX工艺 ❖WSA-SNOX工艺
SNRB工艺示意图
SNRB工艺
高温袋式反应器
SO2脱除：钙基或钠基吸收剂以脱除 NOx脱除：注入NH3用SCR法 粉尘：用高温陶瓷纤维袋式过滤器捕集
US Department of Energy. DOE/FE-0459-2. Clean Coal Technology Programs: Completed Projects 2003. Clean Coal Today Newsletter. 2003，(2)：72
NOxSO工艺示意图
NOxSO工艺 • 吸收剂： Na2CO3/Al2O3球状颗粒
SO2 Na2SO3 Na2SO4 NO NO2 2NaNO3
• 吸收剂再生：
H2NOa2SO4 + CH4 Na2O + H2S + SO2 + CO2 + 2NaNO3 Na2O + NO2 + NO + O2
NO (g) NO (aq) NO2
3. 在碱性溶液中，OH-会取代络合物中的NO2： [Co(en) (NO2)OH] + + OH-
[Co(en) (OH)2] + NO2- + NO3- +H2O
2NO2 +2OH - NO2- + NO3-+ H2O
4. 催化剂再生 [Co(en) (OH)2] + en [Co(en)2]2+ + 2OH-
5.Snip O C，Woods M，Korbee R，et al. Regenerative removal of SO2 and NOx for a 150 MWe power plant in an interconnected fluidized bed facility. Chemical Engineering Science. 1996，51（10）：2021