脱硫技术的发展与研究现状

2020-01-18杨雪梅国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

环球市场 2020年14期

杨雪梅国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

随着我国工业经济的发展和社会财富的积累，国家对环保的要求日趋严格，特别是水泥、钢铁行业等污染物排放大户，其环保形势更加严峻。根据2014 年7 月，国家发改委、环保部及国家能源局联合印发的《煤电节能减排升级改造行动计划》中明确要求东部11 省市新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值“50355”，中部 8 省市（含山西）新建机组原则接近或达到超净排放限值，鼓励西部地区接近或达到超净排放限值。这就意味着燃煤电厂未来二氧化硫排放浓度需要达到35mg/Nm3的浓度限值[1]。燃烧后脱硫是目前技术最成熟、应用最广泛、脱硫效率最高的控制手段。本文对现有的脱硫技术进行了归类。

一、氨法脱硫

蒋和兴[2]提供了一种双氧化氨法脱硫装置，通过设置烟气热交换装置，将原烟气先经该装置与由脱硫塔排出的烟气进行热交换处理，使得原烟气的温度降低，从而降低对预洗塔制造工艺要求，节约成本，同时提高由烟囱排出的烟气温度，降低对烟囱的腐蚀，延长烟囱的使用寿命。

二、半干法脱硫

韩飙等[3]提出了一种半干法脱硫及除尘系统，利用半干法脱硫反应塔进行烟气脱硫，并利用设置在半干法脱硫反应塔之后的复合除尘器进行烟气除尘，包括半干法脱硫反应塔、复合除尘器和引风机；一方面可以提高烟气除尘效果，另一方面可以保持排出烟气的温度，无须安装烟气换热器等辅助设备，可以有效提高系统运行效率。

三、干法脱硫

对此，潘敏等[4]提出一种用于水泥行业干法脱硫脱硝副产物的处置系统，通过在活性焦炉反应塔的出气口和水泥窑分解炉的三次风管之间建设的气体输送管，将活性焦再生过程中产生的含SO2再生气返回水泥窑分解炉，生成水泥的组成成分硫酸钙，无须附加其他副产物处置装置，大幅度降低烟气处置成本，拓宽了活性焦干法协同处置工艺在水泥行业烟气处置中的应用；利用活性焦反应塔再生气中含有活性焦脱硝过程中吸附的少量氨气，将再生气返回水泥窑分解炉中，作为SNCR 脱硝工艺补充氨源，避免了氨的逃逸，减少了氨气的消耗；利用振动筛与水泥窑分解炉之间设置的输料管，将活性焦运行过程中磨损产生的焦炭粉作为水泥窑分解炉的补充燃料输送至分解炉，实现焦炭粉的综合利用，且焦炭粉在分解炉中燃烧后的灰渣进入水泥熟料中，实现了焦炭粉吸附的重金属的无害化处理。

四、电子束干法脱硫

利用电子束干法脱硫、氮氧化物是将温度为150 摄氏度的排放气体冷却到70 摄氏度左右，根据气体中二氧化硫及氮氧化物的浓度确定加入微量的氨量，然后将含有氨的混合气体送入反应器。经电子束照射，排气中的SO2和NOx受电子束强烈氧化，在极短时间内被氧化成硫酸和硝酸，这些酸与其周围的氨反应生成（NH4）2SO4和NH4NO3的细微颗粒。电子束的电子数量对SO2和NOx的氧化反应起到非常大的作用，但是仅靠电子枪的发射数量不能很好的满足氧化反应的需要。为了增大电子束的电子数量，更有效的氧化SO2和NOx，从而去除硫及氮氧化物，魏胜非[5]提出了互垂电子束反射谐振雪崩除硫硝系统，通过在反射壁涂有锑铯碱性金属，使得电子枪发射出电子通过照射窗进入反应器，一部分电子同SO2和NOx分子相遇，对其进行氧化，另一部分电子束射到上反射壁，一个电子将激发出二个电子，激发后的电子绝大部分将射向下反射壁，再次由一个电子激发出二个电子，电子的数目将是电子枪发射出电子的二的二次方倍增加，即雪崩效应。由下反射壁产生的电子束在主负极板和主负极板的静电场的作用下将加速射向主负极板，在反应器内将再次同SO2和NOx分子相遇，对其进行氧化；从而完成了去除硫及氮氧化物，并且吸附了处理过程中所产生的细微颗粒。

五、掺混脱硫剂脱硫

薛斌[6]提出了一种熄焦放散气脱硫除尘工艺，将干熄焦放散气在进入反应分离器之前，掺混脱硫剂，随后从进口以切线方向水平进入反应分离器中部的导流管，在壳体内向下旋转，触到粉料后向上旋转，再从切线方向水平进入旋流器进口，在旋流管分离锥内向下旋转，达到分离锥底部后形成向上旋转气芯，从旋流管尾气出口排出进入尾气汇集区，最后由尾气出口排出，粉尘由旋流管尾管排出进入下部料仓；放散气在壳体内向下和向上及在旋流管内向上和向下的旋转过程中，脱硫剂与SO2充分接触发生反应，将SO2从放散气中脱除，同时在超重力的离心力作用下，把粉尘与放散气中分离出来。