流光放电氨法烟气脱硫脱硝技术实现工业化应用

流光放电氨法烟气脱硫脱硝技术实现工业化应用

等离子体是采用放电或射线照射等方法产生的正负离子总体相等的电离气体,是由电子、离子、原子、分子和自由基等粒子组成的一种新的物质集聚态。等离子空气净化技术用于烟气净化领域,能同时去除烟气中的 SO2、NOx、VOCs和重金属,被认为是最具发展前景的烟气净化技术,已成为我国重点支持的科技发展方向之一。

流光放电氨法烟气脱硫脱硝技术是国家“863”计划研究课题,在传统氨法脱硫的基础上,该技术采用高频高压交直流叠加产生流光放电,在大电场形成高浓度活性粒子,即等离子体。这些活性粒子能够激发产生 OH-、O-等氧化性极强的自由基,直接或间接作用于烟气中的 SO2和NOx,并将亚盐氧化为正盐,实现脱硫脱硝、氧化亚硫酸盐等目的,同时产生捕集微细雾粒的等离子体高压电场。流光放电氨法烟气脱硫脱硝技术充分利用了等离子体自由基的强氧化性和氨吸收的化学特性实现烟气脱硫脱硝,同时在此过程中还能副产硫酸铵和硝酸铵等化肥。

一套完整的流光放电氨法烟气脱硫脱硝系统由电除尘器、脱硝反应器、预洗塔、吸收塔、电除雾器、压盐氧化反应器、风机等组成。含硫含硝的烟气经电除尘器除尘后,由风机送入放电脱硝反应器,在等离子体作用下进行脱硝反应,等离子体自由基与 NOx进行吸收与氧化反应,在有 NH3存在的条件下,将 NO氧化为 NO2,部分 NO被还原为N2。脱硝后的烟气进入预洗塔,增湿降温后进入吸收塔,NH3吸收剂与大部分 SO2和 NOx产生热化学反应,并被 (NH4)2SO3和 NH4HSO3的混合液吸收。在保持物料平衡的情况下,适量地将吸收塔生成液输送到亚盐氧化反应器中,使(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4。氧化后的溶液经预洗塔浓缩后,再经脱水干燥生产硫酸铵和硝酸铵。出吸收塔的尾气经电除雾器抑制残氧逸出、高效捕集雾粒子和控制 SO3等处理后由排气筒排放。

与传统的氨法脱硫相比,流光放电氨法烟气脱硫脱硝以氨为吸收剂,以化肥为最终产品,可以利用废氨水,完全实现资源化,不产生二次污染。在等离子体作用下,脱硫效率 95%以上,脱硝效率 40%以上,具有装置运行可靠、投资省、能耗低、氨损少、吸收速率高、排放达标等特点。

国内首套流光放电氨法烟气脱硫脱硝项目于2010年在中国石化巴陵石化公司启动建设,2011年 3月 2日上午,该项目在中国石化巴陵石化公司动力事业部进入试生产阶段。该事业部 1号锅炉脱硫系统改造是中国石化集团公司重点督办的环保治理项目之一,首次采用改进型流光放电氨法烟气脱硫脱硝技术,可解决常规氨法中亚硫酸铵氧化速率、尾气逸氨、硫铵夹带以及气溶胶酸雾等难点问题,同时增加一体化脱硝能力。

采用该技术适合石化、化肥、化工领域具备氨来源的企业烟气脱硫脱硝需求,可实现以废治废和变废为宝,在达到环境治理目标的同时,又能充分体现良好的经济性,符合节能减排和循环经济的发展方向。随着流光放电氨法烟气脱硫脱硝技术的不断完善,其难以估量的应用前景将显现出来,具有很大的发展潜力。

(汪家铭)