论文：水泥行业应对烟气脱硝的技术路线与措施

水泥行业应对烟气脱硝的 技术路线与措施 作者：李湘忠 许柯 谢庆煌 盛师浩 单位：杭州蓝海环保工程有限公司 通讯地址：杭州下城区环城北路 141 号永通信息广场东 1706 摘要：氧化+半干式氨吸收法——为用户提供了一种低投资低运行费用的脱硫脱硝一体化 法，该法将要代替 SCR 法和 SNCR 法，成为一种新的潮流。 关键词：脱硫脱硝 氧化+半干式氨吸收法 投资及运行费用 引言： 全国水泥行业烟气 NO2排放新 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 为 100mg/Nm3。因水泥行业的特殊性，目前水泥行业 还没有教好的方法，SCR 法不仅投资很大、运行费用很高、高价格的催化剂中毒后处理难、 液氨全部转化成氮气被浪费掉等问题直接影响其推广，更主要的是在炉出口处粉尘浓度 高，催化剂及容易被堵塞而失效。SNCR 法对窑炉内的 950-1050 范围“温度窗口”喷氨， 控制不好反而增加 NO2 的排放、喷氨后对窑炉运行和水泥质量产生很多不利影响，脱氮效 率只有 50%-70%，无法适应环保标准再提高时的举措。目前国内外市场需要更先进的即能 脱硫又能脱硝一体化技术路线和措施。 1、脱硝的关键问题 烟气中 NOx的主要组成是 NO（占 95%），NO 难溶于水，而高价态的 NO2、N2O5等可溶于 水生成 HNO2和 HNO3，溶解能力大大提高。脱硝效率的高低关键是对烟气中的 NO 氧化率大 小。作为一种清洁的强氧化剂，在典型烟气温度下，臭氧可以容易的将 NO 氧化成可溶于 水生成 HNO2和 HNO3的 NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物。 国外学者 Young Sun Mok 和 Heon-Ju Lee 将臭氧通入烟气中对 NO 进行氧化，O3/NO 摩 尔比为 0.9 以上时，然后采用 Na2S 和 NaOH 溶液进行吸收，最终将 NOx转化为 N2，NOx的去 除率高达 95%，SO2去除率约为 100%。 国内学者王智化等将 O3注入模拟烟气进行脱除 SO2、NOx的研究，然后采用碱吸收塔对 烟气进行洗涤。实验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，NOX的脱除率与 O3的注入量有关，当 O3加入量为200ppm 时， NOX的脱除效率可达到85%，此工艺对 NOX和 SO2的脱除率最高可分别达到97%和100%。 采用烟道臭氧氧化技术可得到较高的 NOX脱除率，典型的脱除范围为 70%～90%，甚至 可达到 95%，并且可在不同的 NOX浓度和 NO/NO2的比例下保持高效率。也不存在类似 SCR 中 NH3的泄漏问题。该技术应用中 SO2和 CO 的存在不影响 NOX的去除，也不影响其他污染 物控制技术。 采用臭氧的高级氧化技术不仅对 NOX 具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害 污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力。 我公司早在几年前就在除尘器后对低温烟气脱硝进行了试验研究。我们采用氧化液和 纯氧在氧化器中对 NO 进行了强制性氧化，在 NO/NO2的比例为 0.6 以上时，脱硝效率就达 到 78%以上。详见后面的试验数据表。 2、影响氧化的主要因素 影响氧化的主要因素是 O3与 NO 之间摩尔数的比值和氧化时间。根据国内外发表的 研究数据表明，NO 的氧化率随 O3/NO 的升高直线上升。在 0.9≤O3/NO＜1的情况下，脱 硝率可达到85%以上，有的甚至几乎达到100%。但在实际中，由于其他物质的干扰，可发 生一系列其他反应，使得 O3不能100%与 NO 进行反应。必须增加摩尔比的值。 实践表明，臭氧在烟气中的氧化停留时间只要能够保证氧化反应的完成即可。国内学 者王智化等人在对臭氧的热分解特性的研究中得出在 150℃（水泥烟气正常温度）的低温 条件下，臭氧的分解率不高，完全能满足对 NO 的氧化 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。王智化等人利用臭氧氧化后 的烟气再利用水吸收尾气时，NO和 SO2的脱除效率分别达到86.27%和 100%；国外学者Young Sun Mok 和 Heon-Ju Lee 采用 Na2S 和 NaOH 溶液作为吸收剂，NOx的去除率高达 95%，SO2 去除率约为 100%， 3、工程应用 美国 BOC 公司将其低温氧化技术（LOTOX 技术）授权给贝尔哥（Belco）公司，把这种 NOx 控制技术同贝尔哥公司的 EDV 湿式洗涤器结合起来应用于美国大西洋中部的某石油精 炼厂，能同时脱除烟气中的 NOx、SO2和颗粒物，取得了较好的脱除效率。 比如在 Ohio 地区的1台25MW 燃煤锅炉采用臭氧氧化和碱吸收技术进行了工程示范，NOX 去除率可达85%～90%；在 California 地区，某利用该技术对熔铅炉烟气进行脱硝处理， 氮氧化物去除效果达到80%。 贝尔哥公司已经在我国中石化四川彭州石油公司和中石化上海某石化公司的工业炉 烟气中安装使用了该脱硝系统，预计明年开始投产使用。 由此可见，随着市场对脱硝的要求越来越大，氧化吸收法技术在国内外的发展势头越 来越强。目前利用臭氧进行脱硫脱硝在国外已有成熟的工程应用案例，在我国还处于实验 室研究阶段。目前还没有国内生产厂家进行过类似的工程试验的报道。 4、存在的问题 由于烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或 NOX 脱除效率的具有一定的影响，臭氧具 有不可保存的特性，按照现有的技术路线，在 0.9≤O3/NO＜1 的情况下，臭氧的消耗量是 极其巨大的。国内市场上每使用 1kg 臭氧需要投资 10 万元的设备、耗电 8KW.h、消耗 10kg 的液氧。 比如对于一台风量 70 万Nm3/h、基准NOX@6%O2900mg/Nm3的 200MW的发电机组，改造后要 达到NOX@6%O2100mg/Nm3的标准，需要脱除 553kg/h的NO,需要消耗 885kg/h的臭氧，臭氧设 备需要投资 8850 万元、耗电 7080 KW/h（折合费用 1772 元/h）、消耗液氧 885kg/h(折合 费用 752 元/h)。光臭氧部分的运行费用 2524 元/h，每年 1262 万元。如此之高的投资和 运行费用，严重制约了该技术的推广使用。因此，只有能降低臭氧消耗的氧化吸收法才能 让用户所接受。 5、氧化+半干式氨吸收法 杭州蓝海环保工程有限公司利用氧化液和纯氧在氧化器中先一步氧化的实践经验的 基础上，参考国内外最先进的臭氧氧化技术, 再进一步用臭氧氧化；结合我公司自有专利 技术半干式氨吸收法吸收被氧化的气体的脱硫脱硝技术路线和措施，已经对烟气脱硫脱硝 技术进行了多年的研究和实践。 在氧化器中 在反应器中 其工艺路线：氧化液———— 臭氧 ————活化的氨———— 铵盐 半干式氨吸收法是在烟气进入脱硫脱硝塔的氧化器中用氧化液和纯氧（或少量的臭 氧）将烟气中的 NO强制性氧化成 NO2后再在塔内反应器中，在反应器中喷入被特殊活化 剂活化和雾化的氨水来吸收 NOX和 SO2，将气态氨、汽态水与气态的 SO2、NOX迅速进行气— —气热交换反应，结合成铵盐和部分氮气，从而达到治理 SO2、NOX的目的。其脱硫化学反 应如下：NH4OH + 活化剂 = NH3·H2O 2NH3+H2O+SO2=（NH4）2SO3 （NH4）2SO3 +1/2O2 =（NH4）2SO4 氧化器的作用就是使氧化液、纯氧（或臭氧）与 NO 充分的、快速的接触碰撞，提高 氧化反应速度和效率。氧化液是由几种强氧化性的液体合理调配组成的。目的是为了提前 对 NO 气体进行氧化、对烟气进行降温、减少臭氧的分解速度、减少臭氧的使用量，降低 用户的投资成本和运行费用。 在氧化器中的化学反应如下： NO + 氧化液 NOx NO + O3 NOx NOx + H2O +O2 HNO3 在反应器中，当氨与 NOx接触在有水存在时产生如下化学反应。 NH3 + NOx + H2O NH4NO3 于此同时，当氨与 HNO3接触时产生如下化学反应。 NH3 + HNO3 NH4NO3 总化学反应式 NH3 + NO + 氧化液 + O2 NH4NO3 + H2O + N2↑ 实践数据证明，该法脱硫效率高达 95%以上，脱硝效率最高可达 89%。 6、实验数据 2007 年 7 月 28-29 日,我公司在湖北兴发集团某厂烟气处理实验中，采用氧化液和纯 氧在氧化器中先对烟气中 NO 进行氧化，再采用半干式氨吸收法对烟气的废气进行治理， 其结果如下表。 从表中可以见到，各数据平均值：脱 NO 效率 78.9%：脱 NOX效率：81.3%： 脱 SO2效率 90.6%。此数据与国内外实验数据和使用数据相吻合。如果在以后的工程中将纯 氧换成臭氧，其脱硝效率将会大大提高。 测试内容 温度 O2 NO 脱 NO 效率 NOX 脱 NOX 效率 SO2 脱 SO2 效率 (℃) % mg/m3 % % mg/m3 % 27 日下午 84.3 85.1 74.8 入口数据 158 18 44 72 2393 mg/Nm3 69.5 113.7 3778.0 出口数据 57.5 20.3 9 14 786 mg/Nm3 10.9 16.9 951.5 28 日下午 89.7 90.2 89.0 入口数据 162.2 17.3 68 111 3368 mg/Nm3 108.4 176.9 5369.1 出口数据 66.3 20.5 9 14 477 mg/Nm3 11.2 17.4 592.8 28 日下午 75.9 74.7 79.7 入口数据 162.2 17.3 56 90 3797 mg/Nm3 89.3 143.5 6052.9 出口数据 93.6 18 16 27 915 mg/Nm3 21.5 36.3 1228.7 29 日上午 66.8 67.0 98.3 入口数据 116.7 17.7 83 133 2599 mg/Nm3 118.5 189.9 3710.0 出口数据 62.1 19.0 32 51 51 mg/Nm3 39.3 62.6 62.6 29 日上午 89.4 89.3 100 入口数据 155.6 18.1 39 62 1793 mg/Nm3 61.2 97.3 2814.9 出口数据 81.6 19.0 5 8 0 mg/Nm3 6.5 10.4 0 7、运行费用 根据M A R A M A 2 0 0 7 评估数据 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，在保证 NOX脱除率为 80%～95%的情况下， LoTOx运行费用为 1700～1950 美元/t.NOX，比SCR的运行费用 2364～ 2458 美元/吨NOX要低。 对于河北某电厂一台风量 70 万Nm3/h、基准NOX@6%O2900mg/Nm3的 200MW的发电机组脱硫脱硝 改造来说，先用LNB低氮燃烧法改造，达到 350 mg/Nm3 后再用氧化+半干式氨吸收法到达 NOX@6%O2100mg/Nm3的标准，同时将烟气SO2浓度从 4000mg/Nm3下降到 1000 mg/Nm3，需要脱 除 2075kg/h SO2，同时需要脱除 173kg/h的NO, 需要消耗氧化液量 178kg/h,需要消耗臭氧 20kg/h、臭氧部分需要设备投资 200 万元、耗电 160 KW.h（折合费用 40 元/h）、耗液氧 519kg/h(折合费用 441 元/h)。氧化部分的运行费用 481 元/h，每年需要运行费用 240 万 元。而国外专用臭氧氧化中，光臭氧部分的运行费用 2524 元/h，每年运行费用高达 1262 万元。相比之下光氧化部分的运行费用下降了 81%。同时产生硫酸铵 4279kg/h,硝酸铵 115kg/h，按每吨 1400 元/吨计，销售额 6152 元/h,年回款 3076 万元。减去设备总运行费 用，年效益为 767 万元，几年后回收脱硫脱硝投资完全可能。 在河北某电厂欲采用 LNB 低氮燃烧加氧化吸收塔进行脱硫脱氮后，再由石灰石膏脱硫 塔进行进一步脱硫，保证烟气 SO2的排放浓度小预 50 mg/Nm3，NOX排放浓度小预 100 mg/Nm3 目的。氧化吸收塔安装在石灰石膏塔的进烟口处。 8、优点 我公司在近 10 年几十个脱硫项目实践中发现半干式氨吸收法同时具有 40%～70%的脱 硝效率。特别是最近国家对氮氧化物排放浓度有要求前几年，我公司就对氧化+半干式氨 吸收法脱硫脱硝进行了深入的研究和实践。我公司已经在 50MW 燃气发电机组中完成了脱 硫脱硝设计工作，脱硫效率为 95%，脱硝效率为 80%，要到 2012 年下半年才能正式使用。 （1） 造价和运行费用低，只有 SCR 法的 1/2。无须另外建设复杂的脱硝装置。 （2） 利用烟气余热浓缩铵盐，减少了形成固体化肥所需蒸汽量。 （3） 在同一个塔内完成脱硫脱硝，一次性投资，就可以达到两个排放指标。 （4） 总运行费用低或有经济效益。 （5） 脱硫脱硝装置总阻力小于 500Pa。 （6） 只需在塔外进行维修，不需进塔内维修。 （7） 工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简单，辅机量少，并设备简单，总耗电量低。 （8） 占地面积小，可根据用户现场改变塔形状，最适宜旧炉改造。 （9） 终止物可再利用，为用户节省运行费用。 9、结论 采用氧化+半干式氨吸收法脱硫脱氮技术能有效地降低 SO2、NOX的排放量，并产生硝酸 铵溶液副产品，形成局部循环经济格局，即清洁生产保护了环境，又不产生新的二次污染。 考虑减铵肥的收益，能实现零成本或正效益运行，经济效益明显，为资源的综合开发利用 开创了一条新途径。水泥厂可以从化肥厂拉来氨水，再将硝酸铵来回化肥厂进行结晶成固 体化肥，一来一回的物质价值相互抵消，水泥厂只需电费和人工费即可，将运行费用降至 最低。本项目的实施将有效地遏制了生态环境恶化，使有害物质的排放减量化、无害化、 资源化达到国家环保要求。明显比国外技术只用臭氧氧化+吸收法投资低及运行费用低或 正效益，更比 SCR 法或 SNCR 法的优点明显，用户是可以接受的。 作者简介： 李湘忠 性别 男 1960 年 8 月 16 日出生 职务 总工程师 职称 工程师 1986 年湖北电大毕业 1995 年开始，从事废气治理治理研究。曾经获得废气脱硫脱氮方 面十余项国家实用新型专利和一项国家发明专利。 通讯地址：杭州市下城区环城北路 141 号永通信息广场东 1706 电话：057187703080 传真：057187703087 手机：13605800245 电子邮箱：lxz782@126.com