新型催化法烟气脱硫脱硝技术介绍

运行更稳定可靠。
脱硫机理如下：
SO2（g） SO2*
O2(g)
O* 2
பைடு நூலகம்
H2O(g)
H2O*
SO2*+O2*
SO3*
SO3*+H2O*
H2SO4*
新型催化法烟气脱硫技术的核心是脱硫剂，脱硫剂生产技术是国
家烟气脱硫工程技术研究中心的自主知识产权。该脱硫剂不同于传统
脱硫活性焦、活性炭，它是以炭材料为载体，负载一定活性组分，使
3.3 资源消耗低 （1）脱硫剂消耗低。以石灰石—石膏法为代表的传统烟气脱硫技 术以石灰石为脱硫剂原料，脱硫的同时需要开采大量石灰石，脱硫副 产物石膏以抛弃处理为主。按减排1000万吨二氧化硫计，采用石灰石 —石膏法，需消耗石灰石约2300万吨，产生脱硫石膏3000万吨以上（基 本抛弃）。而采用新型催化法烟气脱硫技术，由于脱硫剂可以反复再 生使用，所以脱硫剂的消耗量仅为一次添加量20万吨，脱硫成本可降 低约60亿元，同时回收硫资源生产硫酸1500万吨。不仅脱硫剂资源消 耗低，硫资源的消耗也低。 （2）脱硫剂所需原材料消耗低。新型催化法技术所需的脱硫剂 可以采用一些废弃物（如：酒糟、秸秆、食用菌渣、椰壳等）制成， 充分实现废物利用。以目前正在进行的新疆棉杆制备脱硫剂项目为 例，不仅让当地走出了以前大量棉杆只能靠焚烧来解决的困境，又为 当地农民带来了实惠。脱硫剂的制备没有消耗可用资源，反而使废弃 物得到了有效的利用。 3.4 环境污染小 一般湿法烟气脱硫技术不可避免地会产生污水；石灰石-石膏法 技术以及活性焦技术在脱硫的同时还会产生一定的CO2排放，这与目 前全球强调CO2减排的要求显然有些偏离；还有一些吸收法技术，由
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新型催化法烟气脱硫技术介绍
1、概述
新型催化法烟气脱硫技术是在传统的活性炭法脱硫技术的基础 上研究开发的具有自主知识产权的一种新的烟气脱硫工艺技术。
活性炭（焦）法脱硫技术已经有多年历史，早期的技术研究开发 主要是活性炭（焦）吸附法，集中在德国、日本、美国等发达国家。 德国的 BF 公司于 1957 年（现在的 DMT 公司）就开始研制了 Reinluft 法脱硫技术，日本则在 60 年代中期开始研究活性炭脱硫，到 70 年代 已分别有处理量为 42×104m3/h 和 17.5×104m3/h 的工业装置开始运 行。德国的鲁奇公司也较早的进行了水洗再生活性炭烟气脱硫工艺的 研究用于处理硫酸厂 17000m3/h 的尾气和一个 2000kw 燃煤电厂的烟 气。随着活性炭（焦）法烟气脱硫技术在国外的发展与成熟，发达国 家形成了具有自己特色活性炭（焦）法烟气脱硫技术，有代表性的如 德国的 BF 法、Reinluft 法、Lurgi 法；日本的日立法、住友法；美 国的 Westraco 法等。通过各国之间的交流合作活性炭法脱硫技术得 到了不断地改进和发展。比如德国 BF 公司开发的活性焦吸附法，将 其技术专利转让给日本三井矿山公司（MMC），MMC 对 BF 法进行改进， 使其可以同时脱硫脱硝，形成了 Mitsui-BF 法；1985 年，三井矿山 公司与德国 BF 公司签订了新专利转让合同，将技术重返 BF 公司，该 技术成功的应用在德国的阿茨博格电厂；1992 年，美国的 MET 公司 与 MMC 签订协议，获得了 Mitsui-BF 技术在北美市场的设计、安装等 许可，并对其进行设计，形成了 MET-Mitsui-BF 活性焦技术，该技术
3.2 经济效益好 （1）运行费用低。脱硫剂一次添加长期使用，不需不断补充， 省去了不间断添加脱硫剂的成本。运行费用只有电费和水费等，所消 耗的水全部用于生成硫酸得到利用 ，因此运行费用较其他技术低。 （2）副产物收益高。脱硫副产物为稀硫酸，一些企业可以直接
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使用，不能直接使用的企业也可以通过深加工获得更高经济附加值的 硫酸盐产品。在某些工程实例中，不考虑少交排污费的前提下副产物 的收益基本可抵消运行成本。
硫酸 用户
图1 新型催化法烟气脱硫工艺流程示意图 3、技术特点
3.1 科技含量高 变高温催化氧化为低温催化氧化，将活性炭的吸附功能和催化剂
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的催化功能有效结合，成功破解了低温催化氧化这个技术难关，将对 传统的高温催化氧化技术带来革命性的更新。
（1）脱硫效率高。可达95%以上，工程实践中甚至出现了几乎100% 的脱硫效率；
3.5 人力资源优势得到充分发挥 新型催化法技术除了在烟气脱硫中得到应用外，使用新型催化法 技术的原理进行脱硝以及脱除CO2的研究正在全面展开中。同时新型 催化法烟气脱硫技术作为我国自主知识产权、技术含量高的烟气脱硫 技术，除了应该在国内大面积推广应用使用外，也有足够的实力参加 到国际社会的脱硫工程竞争中，这些必将带动相关的研究领域和相关 行业的全面发展，使得我国科研以及工程的人力资源优势得到充分发 挥。 3.6 符合循环经济的3R原则 ◆减量化（Reduce）：新型催化法技术在脱硫过程中利用烟气中 原有的成分催化制得副产品，除了少量电费外，其他基本没有消耗， 真正实现减量化。 ◆再利用原则（Reuse）：脱硫的关键材料脱硫剂可以反复再生使 用长达数年，十分符合再利用原则。 ◆再循环原则（Recycle）：脱硫剂的载体炭材料可以采用椰壳、 酒糟、菌渣、棉秆等大量工农业生产的废弃物制得，脱硫产生的副产 品硫酸是十大基础化工原料之一，充分体现了再循环原则。
（2）适应性强。可以很好地适应烟气的气量变化大，烟气中SO2 浓度波动大，烟气成分复杂以及烟气温度在60-2000C变化的大范围波 动情况；
（3）适应高浓度烟气处理。可处理的烟气中SO2浓度最高可达3%， 同样可以保持很高的脱硫效率，大大优于其他烟气脱硫技术；
（4）适应未来减排的需要。催化法脱硝技术已经获得很大突破， 在未来更高的减排要求下，只需简单增加选择性脱硝活性炭催化剂即 可实现同时脱硫和脱硝；
国家烟气脱硫中心技术简介
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国家烟气脱硫技术工程技术研究中心
国家烟气脱硫工程技术研究中心是我国唯一的国家级烟气净化 环境工程技术研究开发机构。中心于 2002 年经国家科技部批准组建， 2005 年通过国家验收。国家组建烟气脱硫中心的目的是：加速烟气 脱硫技术创新，机制创新，加强烟气脱硫科技成果向生产力转化的中 间环节，促进烟气脱硫技术产业化，有效推进我国二氧化硫污染防治， 提高我国烟气脱硫技术水平，培育和发展我国新兴的烟气脱硫环保产 业，由此带动我国环境工程技术水平提高和环保产业发展。目前，为 应对酸雨、温室气体、臭氧层破坏等全球性大气环境问题，适应我国 节能减排和建设资源节约型、环境友好型社会的要求，国家烟气脱硫 工程技术研究中心正对氮氧化物、二氧化碳、挥发性有机物的控制技 术进行研究开发和产业化工作。
以上的活性炭（焦）的脱硫方法主要是建立在活性炭（焦）对极 性的 SO2 具有的物理吸附的原理基础上建立的。但这种方法存在吸附 容量低的缺点，要想脱除大量的 SO2 必须不断的更新比表面这样就导 致再生设备庞大投资大、能耗高、运行费用高的缺点。
为了克服以上的缺点国家烟气脱硫工程技术研究中心在活性炭 （焦）法的基础上研究开发了新型催化法烟气脱硫新技术。并且成功 的建成了多套工业生产装置。该技术被列为四川省十二五重点推广项 目，同时被列为国家十二五新技术推广项目。
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于产品中含有一定的亚硫酸盐，时间一长或保管不善就能导致亚硫酸 盐分解重新放出SO2污染环境；更有一些吸收法技术，产生的脱硫副 产物基本不能使用，进入环境后又会造成二次污染。而新型催化法技 术的脱硫副产物除了稀硫酸外再没有其他废物产生，稀硫酸加以有效 利用后，新型催化法技术就真正可以做到对环境“零”排放。
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主要应用于对烟气中 SO2、NOx 和有毒物质的去除。目前，国外已有 规模为 120×104m3/h 的炭法脱硫装置及装机容量为 130MW 的同时脱 硫脱硝装置。
我国在 1979 年在湖北松木坪电厂建成 5000Nm3/h 含碘活性炭法 烟气脱硫装置。2004 年贵州瓮福磷肥厂建成 20×104Nm3/h 活性焦烟 气脱硫装置。
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综上所述，新型催化法技术完全符合环境-经济发展战略转型的5 条标准，也完全符合循环经济的3R原则，是最符合现阶段技术发展要 求的烟气脱硫技术之一。
4、工程实例 新型催化法脱硫技术自工业化推广以来，受到了各方的广泛关 注，并先后建成了多套工业化装置，在硫酸工业和有色冶炼行业取得 了的成功应用并得到了业主的一致认可。 4.1 湖北黄石大冶有色金属有限公司硫酸装置尾气处理工程 该项目由我公司EPC总承包，并由四川大学国家烟气脱硫工程技 术研究中心提供技术支持。此项目处理的烟气量为340000Nm3/h，SO2 含量约为800~3000mg/ Nm3。大冶有色金属有限公司的专家经过长时 间调查、多方比选，最终确定采用新型催化法技术处理硫酸四系统（27 万吨/年，14万Nm3/h）和新建的五系统（50万吨/年，20万Nm3/h）的 尾气，该项目已于2011年8月底投入全面调试生产，截止目前运行稳 定。
标满足脱硫工艺要求，然后进入脱硫塔脱硫。脱硫塔分为多个区域，
每个区域内装填一定量脱硫剂，烟气经布气管道进入脱硫区，经过脱
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硫剂层时，烟气中的SO2、O2、H2O分子被脱硫剂捕捉并生成硫酸。脱 硫一段时间后，对脱硫剂进行再生。为保证酸品质同时减少用水量， 采取梯级再生方式。用不同浓度梯度的硫酸洗涤脱硫剂层得到一定浓 度的硫酸产品，最后再用清水洗涤，保证脱硫剂再生彻底。再生结束 后，脱硫剂脱硫能力得到恢复，一个完整的脱硫再生周期结束，等待 进入下一脱硫周期。
（5）具有自主知识产权。四川大学国家烟气脱硫工程技术研究 中心对新型催化法烟气脱硫技术具有自主的知识产权，相关专利成果 有 [ZL97107745.2] ， [ZL200520034638.3] ， [200710049204.4] ， [200510021388.4]等。自主知识产权结构将对改变我国烟气脱硫技术 长期主要靠引进国外技术的局面有很大帮助。
中心有各类科研人员 310 余人，其中院士 2 人，研究员、教授、 高级工程师 170 余人。中心近年来完成了多项国家科技攻关计划，国 家高技术产业发展计划、国家自然科学基金等重大重点科技计划项目 的研究开发工作，承担了多项高新技术产业化示范工程项目；拥有自 主知识产权的新型催化法、磷铵肥法、软锰矿法、脉冲放电等离子体 法和电子束氨法等烟气脱硫脱硝技术。
2、新型催化法烟气脱硫技术工艺原理
新型催化法采用炭材料为载体，负载活性催化成分，制备成催化 剂，利用烟气中的水分、氧气、SO2和热量，生产一定浓度的硫酸。 新型催化法不同于传统的活性炭（焦）法烟气脱硫技术。传统的活性 炭（焦）法烟气脱硫是利用活性炭孔隙的吸附作用将烟气中的SO2吸 附富集，饱和后加热再生，解析出高浓度的SO2气体，再经过硫酸生 产工艺制备硫酸或进一步生产液态SO2。新型催化法技术既具有活性 炭的吸附功能，又具有催化剂的催化功能。烟气中的SO2、H2O、O2被
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吸附在催化剂的孔隙中，在活性组分的催化作用下变为具有活性的分
子，同时反应生成H2SO4。催化反应生成的硫酸富集在炭基孔隙内，当 脱硫一段时间孔隙能硫酸达到饱和后再生，释放出催化剂的活性位，
催化剂的脱硫能力得到恢复。与传统炭法比较，新型催化法脱硫能耗
少、脱硫剂损耗小且不必再建一套硫酸生产装置，使工艺流程变短，
其对SO2氧化制酸过程具有催化性。因此，该脱硫剂既有吸附功能， 对硫酸有一定储存能力，更重要的是具有催化功能，将脱硫过程变为
硫酸生产过程。脱硫剂使用寿命较长，不需持续添加，每年维护即可。
新型催化法的工艺流程图如图1所示，烟气首先由风机送入预处
理系统进行除尘、调质，使烟气的温度、尘浓度、水分、氧浓度等指
整个系统由烟气收集部分、预处理部分、脱硫部分、酸回收部分 组成。烟气收集部分主要烟气管道、阀门、风机、烟囱组成；预处理 部分主要由除尘器、调质塔等组成，脱硫部分主要设备为脱硫塔（包 括脱硫剂）；酸回收部分主要由各级酸池、硫酸管道、再生泵、成品 酸泵及稀酸精制系统组成。
烟气
风机
除尘
调质
烟
囱
脱硫
排
放
再生