主要脫硫技術方法

鍋爐脫硫技術可分為三大類：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫（煙氣脫硫）。其中，煙氣脫硫（ FGD）?是目前應用最廣泛、最成熟的技術。

1. 煙氣脫硫（FGD） – 主流技術
根據脫硫劑的種類和副產物的形態，主要分為濕法、干法和半干法。

• 濕法脫硫

  • 原理：?采用堿性物質（如石灰石、生石灰）的漿液作為吸收劑，在吸收塔內與煙氣中的SO?充分接觸并發生化學反應，從而將其去除。

  • 代表技術：石灰石-石膏法

    • 過程：?將石灰石（CaCO?）粉磨成漿液，泵入吸收塔。煙氣從塔底進入，與自上而下的漿液逆流接觸。SO?與漿液反應生成亞硫酸鈣，進而被強制氧化生成副產品石膏（CaSO?·2H?O）。

    • 特點：

      • 優點：?脫硫效率極高（>95%），技術成熟，應用最廣。

      • 缺點：?系統復雜，投資和運行成本高，存在廢水處理問題，煙氣需要再加熱以防止“白煙”和腐蝕。

  • 其他濕法：?氨法、鈉堿法等。

• 干法/半干法脫硫

  • 原理：?采用干態或霧化的吸收劑（如消石灰、生石灰）在干燥或半干燥狀態下與SO?反應，生成干態的粉狀副產物。

  • 代表技術：噴霧干燥法（SDA）

    • 過程：?將生石灰制成石灰漿液，然后通過高速旋轉的霧化器在吸收塔內霧化成極細的液滴。這些液滴與熱煙氣接觸，一方面水分迅速蒸發，另一方面與SO?發生反應，最終形成干燥的粉末狀副產物。

    • 特點：

      • 優點：?系統相對簡單，投資和運行成本低于濕法，無廢水產生，產物為干粉易于處理。

      • 缺點：?脫硫效率（80-90%）通常低于濕法，吸收劑消耗量較大。

  • 其他干法：?循環流化床（CFB）脫硫技術、爐內噴鈣等。

2. 燃燒前脫硫
在燃料燃燒前，通過洗選、轉化等方式去除燃料中的部分硫分。例如，煤炭洗選可以去除大部分無機硫。這種方法只能部分脫硫，不能替代煙氣脫硫。

3. 燃燒中脫硫（爐內脫硫）
在燃燒過程中，向爐內直接加入石灰石等吸收劑，使其與燃燒產生的SO?反應。此法脫硫效率較低，通常需與后續脫硫工藝配合使用。

總結

鍋爐脫硫，特別是煙氣脫硫（FGD），是現代工業鍋爐和電站鍋爐必不可少的環保設施。其中，石灰石-石膏濕法脫硫因其極高的脫硫效率成為大型鍋爐的首選技術；而干法/半干法脫硫則因其投資少、無廢水等優點，在中小型鍋爐和缺水地區應用較多。

1. 燃燒中控制（低氮燃燒技術）

• 原理：通過改進燃燒器結構或調整燃燒方式（如分級燃燒、煙氣再循環等），在燃燒過程中抑制NOx的生成。

• 特點：這是成本最低的減排措施，通常是首選和基礎措施，但脫除效率有限（約30%-50%），無法單獨滿足最嚴格的排放標準。

2. 燃燒后處理（煙氣脫硝）

• 主流技術：選擇性催化還原（SCR – Selective Catalytic Reduction）

  • 原理：在催化劑作用下，向含NOx的煙氣中噴入還原劑（通常是氨氣或尿素溶液），使NOx被選擇性地還原成無害的氮氣（N?）和水（H?O）。

  • 核心反應：NOx + NH? → N? + H?O

  • 特點：

    • 效率高：脫硝效率可達80%-90%甚至更高。

    • 技術成熟：是全球范圍內電站鍋爐脫硝的絕對主流技術。

    • 投資和運行成本高：需要昂貴的催化劑和復雜的控制系統。

• 其他技術：選擇性非催化還原（SNCR – Selective Non-Catalytic Reduction）

  • 原理：在不使用催化劑的情況下，在高溫區域（通常為900-1100°C）噴入還原劑（尿素或氨水），將NOx還原。

  • 特點：

    • 效率較低：脫硝效率一般為30%-50%。

    • 系統簡單，投資成本低：適用于小型鍋爐或作為SCR的補充。

    • 對溫度窗口要求非常嚴格。

1. 燃燒前脫硝

針對天然氣中可能含有的微量氮化物（如NH?、HCN等）：

• 吸附法：使用活性炭、分子篩等吸附劑去除含氮雜質。

• 催化轉化：通過催化劑將含氮化合物轉化為N?或無害物質。

2. 燃燒后脫硝（主流技術）

針對燃燒產生的NOx，常用方法：

(1) 選擇性催化還原

• 原理：在催化劑作用下，向煙氣中噴入還原劑（氨或尿素），將NOx還原為N?和H?O。

• 優點：效率高（可達90%以上），適用于高溫煙氣（300-400℃）。

• 缺點：催化劑成本高，需控制氨逃逸。

(2) 選擇性非催化還原

? ? ? 原理：在高溫（900-1100℃）下直接噴入氨或尿素，無需催化劑。

• 優點：設備簡單，成本低。

• 缺點：效率較低（30-70%），溫度窗口窄。

(3) 低溫氧化吸收法

• 原理：將NO氧化為NO?，再用堿液（如NaOH）或氧化劑（如H?O?）吸收。

• 適用場景：適用于小規模或低濃度NOx處理。

3. 燃燒中控制NOx生成

通過優化燃燒條件減少NOx產生：

• 低氮燃燒技術：采用分級燃燒、煙氣再循環（FGR）降低火焰溫度，抑制熱力型NOx。

• 貧燃預混燃燒：避免局部高溫，減少NOx生成。

4.技術選擇因素

• NOx濃度：高濃度優先選SCR，低濃度可選SNCR或吸收法。

• 溫度條件：SCR需適宜溫度，SNCR需高溫窗口。

• 成本：SCR投資高但效率高，SNCR運行成本低但效率有限。

]]> http://apjames.com/news/cjwt/1337/.html/feed 0 http://apjames.com/news/cjwt/1282/.html http://apjames.com/news/cjwt/1282/.html#respond Thu, 12 Jun 2025 00:28:05 +0000 http://apjames.com/?p=1282 鍋爐脫硫方法主要通過減少燃煤或燃油等燃料燃燒時產生的二氧化硫（SO?）排放，分為燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫三大類。以下是常見的脫硫技術及其特點：

1. 燃燒前脫硫

在燃料燃燒前去除硫分，主要針對煤的預處理：

• 物理法：洗煤、重力分選等，去除部分無機硫（黃鐵礦硫），但對有機硫無效。

• 化學法：通過酸浸、氧化等化學反應脫硫，成本較高。

• 生物法：利用微生物氧化硫分，尚處于實驗階段。

優點：減少后續處理負擔。
缺點：無法完全脫硫，需結合其他方法。

2. 燃燒中脫硫（爐內脫硫）

在燃燒過程中加入脫硫劑，降低SO?生成：

• 流化床燃燒（FBC）：在沸騰床中加入石灰石（CaCO?）或白云石，生成硫酸鈣（CaSO?）。

• 爐內噴鈣：向爐膛噴射鈣基吸收劑（如CaO），效率約30-50%，需配合尾部增濕活化。

優點：工藝簡單，成本較低。
缺點：脫硫效率有限，需配合后處理。

3. 燃燒后脫硫（煙氣脫硫，FGD）

主流技術，對煙氣中的SO?進行末端處理，分為濕法、半干法和干法：

（1）濕法脫硫

• 石灰石-石膏法：
  用石灰石漿液洗滌煙氣，生成石膏（CaSO?·2H?O），脫硫效率＞95%。
  優點：效率高，副產物可商用。
  缺點：投資大，廢水需處理。

• 氨法脫硫：
  用氨水吸收SO?，生成硫酸銨（化肥原料），適合化工配套企業。
  優點：資源化利用。
  缺點：氨逃逸可能造成二次污染。

（2）半干法脫硫

• 噴霧干燥法：
  將石灰漿霧化噴入煙氣，水分蒸發后形成干粉顆粒（CaSO?/CaSO?）。
  優點：耗水量低，無廢水。
  缺點：效率約80-90%，需精細控制操作參數。

（3）干法脫硫

• 活性炭/焦吸附法：
  利用活性炭吸附SO?并催化氧化為硫酸，吸附劑可再生。
  優點：無廢水，可回收硫資源。
  缺點：設備龐大，成本高。

4. 選擇依據

• 效率要求：濕法（如石灰石-石膏法）適合高效脫硫（＞90%），干法/半干法適合中等需求。

• 經濟性：燃燒中脫硫成本低，濕法運行費用高但副產物可抵消部分成本。

• 場地限制：干法適合缺水地區，濕法需配套廢水處理。

• 環保法規：嚴格排放標準需組合工藝（如爐內脫硫+尾部濕法）。

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一、燃料特性

1. 燃料多樣性：
   • 生物質燃料種類多樣（如秸稈、木屑、稻殼等），其含氮量、灰分和水分差異較大，需根據燃料特性調整脫硝工藝。
2. 含氮量高：
   • 生物質燃料含氮量通常高于煤，燃燒時易生成NOx，需采用高效脫硝技術。

二、燃燒控制

1. 低氮燃燒技術：
   • 采用空氣分級燃燒、煙氣再循環等技術，降低燃燒溫度，抑制NOx生成。
2. 燃燒穩定性：
   • 生物質燃料熱值低、水分高，易導致燃燒不穩定，需優化燃燒條件，確保脫硝效率。

三、脫硝技術選擇

1. SCR（選擇性催化還原）：
   • 脫硝效率高，但生物質煙氣中含有的堿金屬和飛灰易造成催化劑中毒，需選用抗中毒催化劑并定期維護。
2. SNCR（選擇性非催化還原）：
   • 適用于中低溫煙氣，但脫硝效率較低，需精確控制還原劑（如氨水或尿素）的噴射位置和溫度。
3. 聯合脫硝技術：
   • 結合低氮燃燒、SNCR和SCR，提高脫硝效率。

四、運行與維護

1. 煙氣成分監測：
   • 生物質燃燒產生的煙氣中可能含有氯化物、硫化物等腐蝕性物質，需定期監測并采取措施防止設備腐蝕。
2. 催化劑維護：
   • 定期清洗或更換催化劑，防止因飛灰堆積或堿金屬中毒導致效率下降。
3. 還原劑管理：
   • 合理控制氨水或尿素的用量，避免過量造成氨逃逸或二次污染。

五、環保與經濟性

1. 排放標準：
   • 確保脫硝后NOx排放符合當地環保要求。
2. 運行成本：
   • 綜合考慮脫硝效率、設備投資和運行成本，選擇經濟可行的脫硝方案。

六、安全注意事項

1. 氨水或尿素儲存：
   • 還原劑儲存需符合安全規范，防止泄漏或爆炸。
2. 高溫煙氣防護：
   • 操作時注意高溫煙氣和設備燙傷風險。

通過合理選擇脫硝技術、優化燃燒條件并加強運行維護，可有效降低生物質鍋爐的NOx排放，同時確保設備安全穩定運行。

• 空氣分級燃燒：通過調整空氣供應，降低燃燒區溫度，減少NOx生成。
• 燃料分級燃燒：分階段供應燃料，降低燃燒溫度，抑制NOx形成。
• 煙氣再循環：將部分煙氣重新引入燃燒區，降低氧氣濃度和燃燒溫度，減少NOx。

2.?選擇性非催化還原（SNCR）

• 原理：在高溫區（850-1100°C）噴入氨水或尿素，將NOx還原為氮氣和水。
• 優點：設備簡單，成本低。
• 缺點：脫硝效率較低（30-70%），受溫度影響大。

3.?選擇性催化還原（SCR）

• 原理：在催化劑作用下，使用氨或尿素將NOx還原為氮氣和水，反應溫度較低（300-400°C）。
• 優點：脫硝效率高（80-95%）。
• 缺點：設備復雜，成本高，催化劑需定期更換。

4.?組合技術

• SNCR+SCR：結合SNCR和SCR，提高脫硝效率并降低成本。

5. 運行優化

• 燃燒控制：優化燃燒參數，如空氣燃料比、燃燒溫度等，減少NOx生成。
• 定期維護：確保設備正常運行，保持高效脫硝。

6. 政策與標準

• 排放標準：遵循國家和地方的NOx排放標準。
• 環保政策：關注相關政策，確保合規運行。

總結

生物質鍋爐脫硝可通過低氮燃燒、SNCR、SCR等技術實現，運行優化和政策合規也至關重要。