流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術實現工業化應用

流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術實現工業化應用

等離子體是采用放電或射線照射等方法產生的正負離子總體相等的電離氣體,是由電子、離子、原子、分子和自由基等粒子組成的一種新的物質集聚態。等離子空氣凈化技術用于煙氣凈化領域,能同時去除煙氣中的 SO2、NOx、VOCs和重金屬,被認為是最具發展前景的煙氣凈化技術,已成為我國重點支持的科技發展方向之一。

流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術是國家“863”計劃研究課題,在傳統氨法脫硫的基礎上,該技術采用高頻高壓交直流疊加產生流光放電,在大電場形成高濃度活性粒子,即等離子體。這些活性粒子能夠激發產生 OH-、O-等氧化性極強的自由基,直接或間接作用于煙氣中的 SO2和NOx,并將亞鹽氧化為正鹽,實現脫硫脫硝、氧化亞硫酸鹽等目的,同時產生捕集微細霧粒的等離子體高壓電場。流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術充分利用了等離子體自由基的強氧化性和氨吸收的化學特性實現煙氣脫硫脫硝,同時在此過程中還能副產硫酸銨和硝酸銨等化肥。

一套完整的流光放電氨法煙氣脫硫脫硝系統由電除塵器、脫硝反應器、預洗塔、吸收塔、電除霧器、壓鹽氧化反應器、風機等組成。含硫含硝的煙氣經電除塵器除塵后,由風機送入放電脫硝反應器,在等離子體作用下進行脫硝反應,等離子體自由基與 NOx進行吸收與氧化反應,在有 NH3存在的條件下,將 NO氧化為 NO2,部分 NO被還原為N2。脫硝后的煙氣進入預洗塔,增濕降溫后進入吸收塔,NH3吸收劑與大部分 SO2和 NOx產生熱化學反應,并被 (NH4)2SO3和 NH4HSO3的混合液吸收。在保持物料平衡的情況下,適量地將吸收塔生成液輸送到亞鹽氧化反應器中,使(NH4)2SO3氧化為(NH4)2SO4。氧化后的溶液經預洗塔濃縮后,再經脫水干燥生產硫酸銨和硝酸銨。出吸收塔的尾氣經電除霧器抑制殘氧逸出、高效捕集霧粒子和控制 SO3等處理后由排氣筒排放。

與傳統的氨法脫硫相比,流光放電氨法煙氣脫硫脫硝以氨為吸收劑,以化肥為最終產品,可以利用廢氨水,完全實現資源化,不產生二次污染。在等離子體作用下,脫硫效率 95%以上,脫硝效率 40%以上,具有裝置運行可靠、投資省、能耗低、氨損少、吸收速率高、排放達標等特點。

國內首套流光放電氨法煙氣脫硫脫硝項目于2010年在中國石化巴陵石化公司啟動建設,2011年 3月 2日上午,該項目在中國石化巴陵石化公司動力事業部進入試生產階段。該事業部 1號鍋爐脫硫系統改造是中國石化集團公司重點督辦的環保治理項目之一,首次采用改進型流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術,可解決常規氨法中亞硫酸銨氧化速率、尾氣逸氨、硫銨夾帶以及氣溶膠酸霧等難點問題,同時增加一體化脫硝能力。

采用該技術適合石化、化肥、化工領域具備氨來源的企業煙氣脫硫脫硝需求,可實現以廢治廢和變廢為寶,在達到環境治理目標的同時,又能充分體現良好的經濟性,符合節能減排和循環經濟的發展方向。隨著流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術的不斷完善,其難以估量的應用前景將顯現出來,具有很大的發展潛力。

(汪家銘)