烟气联合脱硫脱硝工艺技术

• 电子束辐照氨法烟气脱疏、脱氮技术是一种无排 水型干式排烟处理技术，始于20世纪70年代。
• 该技术通过向锅炉排烟照射电子束和喷人氨气， 能够同时除去排烟中含有的硫氧化物(SO2)、氮 氧比物(NOx)，可分别达到90％和80％的脱除效 率。
• 能直接回收有用的氮肥(硫酸铵及硝酸铵混合物)， 无二次污染产生。
S2O O H H3 S O O H H 2S4O
S2O O S3O H 2 O H 2S4O
N O O HHN 2 O O HN 3 O N O O N2O O HHN 2 O N O O N2O O HHN 2 O N2O O N 2O 5 H 2O HN 3 O
烟气联合脱硫脱硝工艺技术
脱硫脱销分类
分类 －烟气脱硫、脱硝工艺的结合，在同一反应器内联合脱 除烟气中SO2／NOx的工艺。比如，电子束烟气辐照脱 硫、脱氮工艺。 ； －特定条件下，吸收剂（含吸附剂）实现同时脱硫脱硝； －将SO2和NOx进行氧化或生成螯合物，再同时脱除。
一、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮工艺
• 活性炭孔隙结构优良，比表面积大，吸附其他物质的容 量大，且具有催化作用，一方面能使被吸附的物质在其 孔隙内积聚；另一方面又能够在一定的条件下将其解吸 出来，并保持碳及其基团的反应能力，使活性炭得到再 生。
• 活性炭可单独用来脱硫或脱氮(借助于氨)，或用来联合脱 硫脱氮，近年来已经开始应用于火电厂的烟气净化。在 活98性%左炭右法，联N合O脱x的硫脱、除脱率氮在工8艺0中%左，右SO。2的脱除率可以达到
• 核心—电子束法、脉冲电晕法。 • 这类技术基于物理和化学相结合的原理，在烟气中同时脱
硫、脱氮，两种方法进行烟气脱硫、脱氮的原理是相同的。 • 脉冲电晕放电技术是利用脉冲放电在极间产生活化电子，
而电子束技术是利用电子加速器来产生高能电子。目前， 已经达到工业示范阶段的主要是电子束辐照氨法烟气脱硫、 脱氮工艺。 • 电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮技术的初投资和运行费用 均较高，但仍低于石灰石／石膏湿法烟气脱硫，如果考虑 联合脱硫、脱氮的效果以及产品的价值，其经济性还是比 较好的。
C、硫酸铵和硝酸铵的生成
• 前一阶段生成的硫酸、硝酸与电子束照射以前充入的 气态氨(NH3)进行中和反应，分别生成硫酸铵 [(NH4)2SO4]和硝酸铵(NH4NO3)的粉体微粒。
H 2S4O 2N3 H (N4)HHale Waihona Puke Baidu2S4O
HN 3N O3H N4H N3O
S 2 O 2 N 3 H H 2 O 1 /2 O 2 ( N 4 ) 2 S H 4O
活性炭联合脱硫、脱氮的工艺原理
• 活性炭联合脱硫、脱氮工艺主要由吸附、解吸与硫回收三部分组成。 • 由 喷 除于氨NO活，x性氨之炭对前S可，O以以2同直减样接少也吸氨有收的脱烟消除气耗作中。用的所，S以O因，2，此吸而，附S脱器O除内2脱烟分除气为反中上应的下需N两在O级x喷则炭氨需床脱要，
活性炭在重力作用下，从第二级的顶部下降至第一级的底部。锅炉的 排烟经过除尘器后，在进入吸附器之前，一般需要喷水来冷却至 90~150℃，烟气自下而上流过吸附器的一级和二级炭床。 • 第 氨一除级去N炭O床x的，主净要化作后用的是烟脱气除由S烟O囱2，排烟至气大流气经。第二级炭床时，再喷入 • 吸 在附有了外H界2热SO源4、加N热H至4H4S0O04℃、左（右N条H4件）下2SO进4行后再的生活。性炭被送至解吸器， • 在 程活转性化炭为解元吸素过硫程或中硫， 酸。SO再2气生体后从的解活吸性器炭中经释冷放却出后来再，循再环通回过来化，工与过补 充的活性炭一起送入吸附器。
3、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氨技术的特点
• 能够实现在一套烟气处理装置内同时进行脱硫、脱硝过程， 并 烟且 气反 ，应对迅烟速气，条脱件除 的效 变率 化高 和， 锅适 炉合 负处 荷理 变高 动浓 的度适应SO性2和较N强O。x的
• 电子束辐照烟气净化是干式处理工艺，不需要排水处理装置， 不存在腐蚀问题。
1、原理
（1）活性炭吸附
– 在一级炭床中，烟气中的SO2被活性炭的表面所吸附，并在活 性炭表面催化剂的催化作用下被氧化成SO3，SO3再与烟气中 的水分结合形成硫酸，活性炭的吸附和催化反应的动力学过程
• 其反应式为
N 2 、 O 2 、 H 2 O 电 子 O 束 、 O 照 H 、 H 射 2 O
B、SO2及NOx的氧化
• 烟子合气、分H中别O的生2基S成O在为2和极硫N短酸O的(xH与时2S电间O子4内)和束进硝照行酸射氧(生H化N成反O的应3)。O，H并基与、水O原化 • 其反应式为：
• 所产生的副产品可以直接作为化肥使用，不产生废弃物。 • 厂用电率高，对于大型火电机组，烟气净化装置运行的电力
消耗大致为机组发电功率的2.5％左右。 • 电子束装置运行时需采取防护措施，以防止对人体造成损害。
二、活性炭联合脱硫、脱氮技 术
• 活性炭具有优异吸附和解吸性能的含碳物质，具有稳定 的物理化学性能。
1、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮 工艺流程
• 组成：
– 烟气预除尘 – 烟气加湿冷
却 – 喷氨 – 电子束照射 – 副产品收集 – 副产品处置
电子束辐照烟气示意图
2、电子束辐照氨法烟气脱硫、脱氮的反 应机理
• 烟气在电子加速器产生的电子束辐照下将呈现非平衡 等离子体状态，烟气中的H2O和O2被裂解成强氧化性 的过氧化物(HO，HO2)和原子态氧(O)等活性自由基
• SO2及NOx在这些自由基的作用下，在极短的时间内 被氧化，并与水生成中间产物硫酸(H2SO4)和硝酸 (HNO3)
• 硫酸与硝酸和共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒， 即硫酸铵[(NH4)2SO4]，和硝酸铵(NH4NO3)的混合粉 体。
A、自由基(或称活性基团)的 生成
• 煤等燃料的燃烧产物由氮(N2)，氧(O2)，水蒸气(H2O)， 二氧化碳(CO2)等主要成分及SO2，NOx等有害气体 组成。当电子束照射烟气时，被加速的电子与烟气中 N2、O2、H2O等分子碰撞，这些分子获得电子的能量、 生成氧化反应力极强的活性自由基团(OH基，O原子， HO2基)；