烟气脱硫、脱硝、脱汞技术

烟气脱硫技术

烟气脱硫（Flue Gas Desulphurization简称FGD）技术的分类 FGD技术按种类划分，主要可以分为以下几种方法： （1）湿法。石灰石/石膏、石灰/石膏、Na2SO3、（NH4）2SO4、海水法等

（2）干法。循环流化床、炉内喷钙法（在空气预热器和电袋除尘器之间增加一个活化反应器）等

（3）半干法。喷雾干燥法、活性炭吸附法等 湿法烟气脱硫技术的分类

在湿法FGD技术中，按脱硫剂的种类划分，主要可以分为以下几种方法： （1）钙法 CaCO3、CaO （2）钠法 NaOH、Na2CO3 （3）氨法 NH3 （4）镁法 MgO

以上方法在国内外均由工程实例，但世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。

我国的石灰石储量大，矿石品位较高，CaCO3含量一般大于93%。石灰石用作脱硫剂时必须磨成粉末。石灰石无毒无害，在处置和使用过程中十分安全，是烟气脱硫的理想吸收剂。但是，在选择石灰石作为吸收剂时必须考虑石灰石的纯度和活性，即石灰石与SO2的反应速度，取决于石灰石粉的粒度和颗粒比表面积。

该吸收剂的主要优点是资源丰富，成本低廉，经过脱硫后的废渣可以抛弃也可以作为石膏回收。 烟气脱硫主塔

干法：1、文丘里棒塔 特点：（1）在文丘里棒层上部形成了一个气流湍流层，在这一湍流层中，气流的传质反应非常激烈；（2）改善了脱硫塔内部的气流分布状态，把原烟气充分打破，形成多股分流烟气与液体接触，增加了脱硫率；（3）在脱硫的同时还具有除尘功能；（4）适用于各种工业锅炉及大型电厂、钢厂的烟气脱硫、除尘。 湿法2、喷淋塔 特点：（1）结构简单、运行稳定；（2）有效的避免了常见脱硫塔的结垢、堵塞等问题；（3）在脱硫的同时还具有除尘功能；（4）适用于各种工业锅炉及大型电厂、钢厂的烟气脱硫、除尘。

烟气脱硫工艺 技术介绍：

根据脱硫后的产物，主要有氨法、简易氨法、氨酸法 。

氨的水溶液呈碱性，也是SO2的吸收剂，能够吸收烟气中的SO2，而达到烟气脱硫的目的，吸收过程中是利用（NH4）2SO3-NH4HSO3溶液对SO2的循环吸收、净化烟气，然后以不同的方式处理吸收液的过程。处理方法不同，获得的副产物也不同。 工艺特点：

（1）副产物能作为肥料综合利用，符合循环经济要求，并能产生一定的经济效益； （2）反应速度快，吸收效率高，可达98%以上；

（3）特别适用于处理烟气量大、含硫量偏高的各种烟气。 烟气脱硫工艺

技术介绍：

石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫装置应由吸收剂制备系统、烟气吸收氧化系统、脱硫副产物处置系统、脱硫废水处理系统、烟气系统、自控和在线监测系统等组成。 工艺特点：

（1）运行成本低廉；

（2）适用范围非常广泛（对各种烟气量、含硫量、烟气性质均适用） 双碱法脱硫工艺 技术介绍：

双碱法脱硫工艺先采用溶解度大的碱性吸收液（如Na2CO3、NaOH的溶解液）吸收烟气中的SO2，再利用石灰再生碱性吸收液。

该方法合理的利用了钠碱的高吸收率和石灰的廉价等优点，并有效的避免了石灰法中的堵塞等问题，是一种有效的脱硫方法。 工艺特点：

（1）有效成本相对低廉；

（2）适用于中小型锅炉、窑炉等烟气。 镁法脱硫工艺 技术介绍：

镁法净化回收SO2的过程，主要由3个工序组成：氧化镁浆液吸收SO2的洗涤工序；从洗涤母液分离出反应物，并加以干燥的分离工序；亚硫酸盐经热分解生成氧化镁再生工序。在回收过程中发生一系列屋里和化学反应。 （1）洗涤吸收。氧化镁浆液的制备；

（2）分离干燥。先经固液分离，然后将亚硫酸镁水合物干燥脱水；

（3）热解再生。将MgSO3和MgSO4加热至800~1100℃，氧化镁获得再生。

系统中MgSO4的存在不利于吸收过程，通过煅烧还远使之成为MgO,循环使用而不至于在系统中积累。该工艺具有脱硫效率高，脱硫后的产物不管是MgSO3还是MgSO4的溶解度都很高，因此也就不存在如石灰/石灰石系统常见的结构问题，终产物采用再生手段，既节约了吸收剂成本又省去了废物处理的麻烦。 工艺特点：

（1）该工艺具有脱硫效率高，脱硫后的产物溶解度都很高，因此也就不存在如石灰/石灰石系统常见的结垢问题；

（2）终产物采用再生手段，既节约了吸收剂成本又省去了废物处理的麻烦。 海水法脱硫工艺 技术介绍：

自然界海水呈碱性，pH值为7.8~8.3，每克海水碱度约为2.2~2.7mg当量，一般含盐分3.5%，其中碳酸盐占0.34%，硫酸盐占10.8%，氯化物占88.5%，其他盐分占0.36%。海水对酸性气体如SO2具有很大的中和吸收能力，SO2被海水吸收后，最终产物为可溶性硫酸盐，而这些硫酸盐已经是海水的主要成分之一。因海水具备天然的碱度，对于像SO2这样的酸性气体的吸收呈现出极大缓冲能力，可吸收相对大量的SO2。从吸收塔流出的酸性吸收液依靠重力流入水质回复系统，在这里提供氧气和稀释海水，将SO2氧化成无害的硫酸盐，并使水质恢复系统排水水质（pH值等）恢复原有水平。

烟气与海水接触后，二氧化硫气体被海水吸收后，生成亚硫酸根离子与氢离子，洗涤液pH值随之降低；同时在海水的洗涤过程中，海水中的碳酸氢根离子与氢离子发生反应，生成水和二氧化碳，从而阻或缓和洗涤液pH值得继续下降，有利于海水对二氧化硫的吸收。洗涤后的海水为酸性，需经处理达标后排放大海，其中亚硫酸根离子需氧化为硫酸根离子。

工艺特点：

（1）省去了脱硫剂的费用；（2）无堵塞等问题。 烟气脱硫技术的部分装置 1、布液装置

布液装置通常设置在脱硫塔内部，合理的布液方式将大大提高二氧化硫的吸收效率。 2、脱水装置

脱水装置通常设置在脱硫塔上部，主要是为了避免出口烟气含有过多的水分，防止腐蚀增压风机以及出口烟道等。 3、脱硫循环水泵

脱硫循环水泵主要功能是保证脱硫浆液在塔内的循环。 4、料仓系统

料仓系统用于储存及为后续工艺通过脱硫剂。

烟气脱硝技术

氮氧化物是大气的主要污染物之一。通常所说的氮氧化物有多种不同形式，如N2O、NO、N2O3、N2O4和N2O5等，其中NO和NO2所占比例最大，是重要的大气污染物。 NOx形成机理

瞬时型NOx燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高的区域所产生的烃与燃烧空气中的N2

分子发生反应，形成的CN、HCN，继续氧化而生成的NOx。

热力型NOx在高温的条件下，燃烧空气中的氧气与燃烧空气中的氮气反应生成的，占总量的20%~50%。

燃烧型NOx燃料中所含的氮化合物在燃烧过程中热分解接着又氧化而生成的氮氧化物，量最多，约占氮氧化物的75%~90% NOx控制技术 低NOx燃烧技术 低氧燃烧技术 烟气循环燃烧技术 分段燃烧技术 浓淡燃烧技术 烟气脱硝技术 干法 选择性催化还原（SCR）300-400度NO/NO2与O2/NH3温度下反应成N2/H2O 选择性非催化还原（SNCR）基于SCR，但是需要先高温分解NH3 等离子法 吸附法 COA法： NO\\NO2和H2O成HNO3再与CaCO3成Ca(HNO3)2 湿法 SCR工艺技术特点 ⑴烟气脱硝效率≥90%；

⑵出口氨气排放量＜3ppm，完全达到国家标准；

吸收法 生物法 ⑶SO2转化为SO3的转化率＜1%；

⑷蜂窝状或板式催化剂单元设计，保证最大催化剂表面； ⑸特殊气体均布装置保证烟气和NH3均匀分布；

⑹反应器可以布置省煤器和空预器之间，或脱硫塔之后； ⑺提供氨水或者液氨两种可选方案，可满足不同需要。 SCR技术的反应机理

氨在氧化物催化剂的表面先解离成胺（NH2）和氢原子，氢原子再与吸附的氧反应生成水，而NH2与NO在催化剂表面反应生成氮。

由于在实际过程中，还有氧气、水蒸气和二氧化硫的存在，因此存在副反应而产生下来副产物，如NO，N2O，SO3，NH4HSO4，NH4NO2，和NH4NO3等。 SCR工艺布置方式

高灰分：SCR装置布置在省煤器之后，空气预热期之前，该处烟气温度刚好满足脱硝反应所需的温度，但是催化剂工作环境比较恶劣，会影响催化剂的使用寿命。早已完成工业化运用，并且已有20年的运行经验，是目前火电厂烟气脱硝广泛采取的工艺。

烟气脱汞技术 汞的存在形式：

燃煤电厂烟气中的汞存在两种相对稳定的形态：气态汞（Hg，g）和颗粒汞（Hgp），气态汞又分单质态汞（Hg2+）和氧化态汞（HgO）。

通常而言，氧化态的汞易溶于水可被湿法洗涤系统所捕捉而脱除，颗粒态的汞可以通过除尘器除去，所以这两种形态的汞相对比较容易除去。而单质汞容易在大气中通过长距离的大气运输，其在大气中的平均停留时间可长达半年至两年，是最难控制的形态之一。 汞污染的控制方法：

汞排放控制技术的研究目的主要集中在三个方面：燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞。在烟气中，喷入活性炭是研究最为集中且最为成熟的一种除汞方式，最高效率可达95%~98%。但是，每处理1磅汞需要25000~70000美元，约合1千克汞55066~154185美元。 其吸附反应机理如下：

活性炭中也经常被注入一些化学物质，常用的化学物质有碘、氯

和硫的化合物，用以增强活性炭对单质汞的吸附作用。 可脱汞的其它方法： 1、洁净煤技术

煤中汞一般与灰分、黄铁矿等结合在一起，洗煤技术可去除大部分硫化铁和其它矿物质，同时除去原煤中部分汞。洁净煤过程有助于减少煤中汞的含量和减少汞向大气的排放。 2、除尘设备

运行良好的电除尘器和布袋除尘器能有效地捕获烟气中的颗粒物，能够高效的去除Hgp。气态汞能被吸附在飞灰上并在电除尘或布袋除尘的灰流中被捕获。ESP脱汞的效率是50%，FF脱汞的效率可达80%以上。当气流通过FF上由飞灰和干浆粒结成的阻塞层时，气态汞的捕获会进一步的增强，达到更高的脱除效率，可达90%以上。 3、脱硫装置

在喷射干式吸附剂（SDA）的脱硫系统中，颗粒态汞Hgp很容易被除去。

Hg2+易溶于水，能被湿法烟气脱硫（WFGD）循环液吸收，吸收效率可达90%。 4、SCR装置

选择性催化还原（SCR）装置在还原NOx的同时，能够将HgO氧化成Hg2+，Hg2+相对更易被湿式喷淋装置脱除。HgO被SCR装置催化氧化的效率可达80%~90%。