有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)研究
本文主要針對(duì)有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)展開分析思考了有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的內(nèi)容明確了有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的要點(diǎn)以及相關(guān)的措施希望可以為今后的有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用提供參考。
1、煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)概述及其優(yōu)勢(shì)
1.1概述
現(xiàn)階段研究煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)的國家數(shù)量比較多但多數(shù)國家所處的階段均為實(shí)驗(yàn)性研究還需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能使該項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模的推廣。
傳統(tǒng)脫硫、脫硝、除塵技術(shù)中各項(xiàng)處理工作分開進(jìn)行而且每項(xiàng)處理工作均具有復(fù)雜的流程同時(shí)使用的相關(guān)機(jī)械脫除設(shè)備多比較龐大無論是運(yùn)行成本或是管理成本均比較高而且管理難度也比較大導(dǎo)致缺陷的存在影響了實(shí)際的脫硫、脫硝、除塵效果也限制了這些技術(shù)的推廣及應(yīng)用。
傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上經(jīng)大量研究提出煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)中包含多種的具體方法如脈沖電暈法、活性炭或活性焦吸附法等經(jīng)處理后的脫硫、脫硝、除塵效果均比較理想也更為適合廣泛的推廣及應(yīng)用。
1.2優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)煙氣脫硫技術(shù)實(shí)際使用過程中可對(duì)SO2污染有效控制使環(huán)境污染減輕但往往會(huì)較多的浪費(fèi)硫資源而且處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物造成二次污染。
煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)以傳統(tǒng)煙氣脫硫技術(shù)為基礎(chǔ)該技術(shù)不僅具備傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還具備自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：脫硫率較高可超過98%;110℃～120℃的低溫條件下脫硝率也比較高可超過80%;廢棄中的HCI、HF、砷、汞均能有效去除達(dá)到深度處理的效果;濕法較難將SO3去除應(yīng)用該技術(shù)后能夠?qū)崿F(xiàn)去除;具備除塵功能出口煙塵不會(huì)超過30mg/Nm2;水資源使用量較少避免浪費(fèi)水資源二次污染問題不會(huì)產(chǎn)生;不會(huì)較大的占地運(yùn)行費(fèi)用也比較少;吸附劑中毒并不會(huì)發(fā)生;高純度硫磺、硫酸高純度液態(tài)SO2均能夠被回收;加熱操作無需在排出煙氣前開展;裝置處理后排氣中的熱量可被回收經(jīng)轉(zhuǎn)化后變?yōu)闊崴畬?shí)現(xiàn)二次利用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
2、燒結(jié)煙氣的產(chǎn)生和特點(diǎn)
燒結(jié)過程是以高溫燃燒作為化學(xué)條件的一種復(fù)雜的物理化學(xué)過程。在該過程中首先是通過空氣和混合料產(chǎn)生的燃燒反應(yīng)將燃燒釋放的熱量用于燒結(jié)過程所需要的能量而燃燒過程產(chǎn)生的煙氣作為廢氣排放出去。燒結(jié)的原理是通過固體顆粒之間的化學(xué)鍵的連接促使晶體逐漸長(zhǎng)大從而有效減少了晶體之間的間隙增加顆粒之間的密度，最后形成致密的多晶燒結(jié)體。該反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體就是燒結(jié)煙氣該氣體對(duì)空氣會(huì)造成嚴(yán)重的污染。燒結(jié)煙氣主要有以下特點(diǎn)：
2.1溫度高
由于整個(gè)燒結(jié)過程是在高溫的條件下進(jìn)行的因此排放的燒結(jié)煙氣溫度會(huì)很高。一般來說經(jīng)過燒結(jié)反應(yīng)后的煙氣溫度在120℃～180℃之間。
2.2排放量大
由于礦物中含有大量的硫元素和氮元素大多以化合物的形式存在因此在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫等氣體。雖然隨著工藝的逐漸完成煙氣中的二氧化硫會(huì)逐漸減少但總體排放量還是很大的。
2.3含濕量大
在進(jìn)行燒結(jié)之前一般需要對(duì)燃燒材料進(jìn)行加水處理以提高材料的透氣性能。因此在燒結(jié)過程中，SKF GX振動(dòng)分析儀產(chǎn)生的煙氣會(huì)帶有大量的水分含濕量較大。一般燒結(jié)煙氣中的含濕量在15%左右。
2.4粉塵濃度高
由于參加反應(yīng)的主體材料是礦物質(zhì)其主要成分是鐵和鐵的化合物也有一部分的其他重金屬元素。因此在燃燒過程中產(chǎn)生的燒結(jié)煙氣中會(huì)含有大量的金屬元素也就是煙氣中會(huì)帶有大量的粉塵。
2.5狀態(tài)不穩(wěn)定
由于燒結(jié)煙氣在排放過程中往往具有溫度高和排放量大等特點(diǎn)因此容易引起排放過程中的二次反應(yīng)從而進(jìn)一步增加了二氧化硫等有害氣體的排放也造成了煙氣排放過程中的不穩(wěn)定。
3、聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
3.1炭質(zhì)材料吸附法
炭質(zhì)吸附材料主要是指活性炭和活性焦。其實(shí)活性焦與活性炭制法相似但前者的突出特點(diǎn)是比表面積小強(qiáng)度高且細(xì)孔結(jié)構(gòu)獨(dú)特與活性炭相比具有更好的脫硫、脫硝性能。煙氣中的sO在活性焦微孔的吸附催化作用下生成硫酸;NOx則在加氨的條件下經(jīng)活性焦的催化還原生成水和N2。該工藝主要由吸附、解吸和再生三部分組成。煙氣首先進(jìn)入活性焦吸收塔的第1段在此S02被脫除流經(jīng)吸收塔的第Ⅱ段時(shí)噴入氨以除去NOx。
3.2CuO吸附法
CuO吸收還原法一般采用負(fù)載型的CuO作為吸收劑常見的有CuO/Al2O3。該法的脫硫脫硝過程為：在煙氣中注入適量的NH3混合后的煙氣通過裝填有Cu0/Al2O3吸收劑的床層時(shí)CuO會(huì)與SO2在氧化性氣氛中反應(yīng)生成CuSO4，而CuSO4及CuO對(duì)氨氣選擇還原NOx具有很高的催化活性。吸收飽和后的吸附劑被送去再生再生出的SO2可通過Claus裝置進(jìn)行回收。CuO/Al2O3法的優(yōu)點(diǎn)是可聯(lián)合脫硫脫硝不產(chǎn)生干的或濕的廢渣沒有二次污染。該工藝能達(dá)到90%以上的SO2脫除率和75%-80%的NOx脫除率。但長(zhǎng)期運(yùn)行后吸收劑表面會(huì)由于氧化鋁硫酸鹽化而導(dǎo)致吸附SO2能力下降經(jīng)過多次循環(huán)之后就失去了作用這也是至今仍沒有工業(yè)化報(bào)道的主要原因。
3.3電子束法
電子束照射法是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種利用電子束(電子能量為800keV-1MeV)照射煙氣將煙氣中的SO2和NOX脫除并最終轉(zhuǎn)化成硫酸銨和硝酸銨的煙氣脫除技術(shù)其對(duì)煙氣條件有較好的適應(yīng)性副產(chǎn)品可以用作化肥。電子束照射法使煙氣脫除過程中的氧化過程所需的能量大大減少可以降低氧化反應(yīng)的條件而且反應(yīng)以后不產(chǎn)生廢水、廢渣在燃煤含硫量為0.18%～3.15%時(shí)其脫硫率與脫硝率分別在80%和18%以上。
3.4脈沖電暈法
脈沖電暈法是在放電兩極加上高電壓使電極附近氣體介質(zhì)被局部擊穿產(chǎn)生的放電現(xiàn)象從而獲得非熱平衡等離子體。非熱平衡等離子體內(nèi)部存在大量的高能活性粒子可以促進(jìn)一些在普通條件下難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)使煙氣污染物的脫除過程得以實(shí)現(xiàn)近年來該技術(shù)已取得很大的進(jìn)展。趙君科等對(duì)某煙氣處理量為12000-20000Nm/Ph的脈沖電暈等離子體煙氣脫硫脫硝中試裝置作了研究試驗(yàn)表明當(dāng)能耗低于5Wh/Nm3SO2和NOx的脫除率分別達(dá)85%和50%以上。
3.5金屬氧化物催化法
金屬氧化物催化法是在金屬氧化物催化劑作用下的煙氣脫硫脫硝工藝已有催化劑包括CuO、Al2O3等新的催化劑也在不斷試驗(yàn)中。梁均方等對(duì)催化一體化脫硫脫硝的SnO2-TiO2的升溫還原和脫附過程作了研究SnO2、TiO2單獨(dú)作用沒有催化活性但它們組合成固溶體而具有活性表明兩者具有協(xié)同效應(yīng)。徐云龍等研究了V2O5/TiO2在同時(shí)脫除煙氣中的SO2和NOX的性能結(jié)果表明V2O5/TiO2催化劑可以提高脫硫脫硝活性脫硫率高但脫硝率稍低最佳還原溫度為700℃。
4、結(jié)束語
綜上所述為了確保有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用效果本文總結(jié)了有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的具體的方法以及一些關(guān)鍵的措施可以今后的有色冶煉煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用參考。
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