流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用

等離子體是采用放電或射線照射等方法產(chǎn)生的正負(fù)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(zhì)集聚態(tài)。等離子空氣凈化技術(shù)用于煙氣凈化領(lǐng)域,能同時去除煙氣中的 SO2、NOx、VOCs和重金屬,被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的煙氣凈化技術(shù),已成為我國重點支持的科技發(fā)展方向之一。

流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)是國家“863”計劃研究課題,在傳統(tǒng)氨法脫硫的基礎(chǔ)上,該技術(shù)采用高頻高壓交直流疊加產(chǎn)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(fā)產(chǎn)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(xiàn)脫硫脫硝、氧化亞硫酸鹽等目的,同時產(chǎn)生捕集微細(xì)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(shù)充分利用了等離子體自由基的強氧化性和氨吸收的化學(xué)特性實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝,同時在此過程中還能副產(chǎn)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(tǒng)由電除塵器、脫硝反應(yīng)器、預(yù)洗塔、吸收塔、電除霧器、壓鹽氧化反應(yīng)器、風(fēng)機等組成。含硫含硝的煙氣經(jīng)電除塵器除塵后,由風(fēng)機送入放電脫硝反應(yīng)器,在等離子體作用下進行脫硝反應(yīng),等離子體自由基與 NOx進行吸收與氧化反應(yīng),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(yù)洗塔,增濕降溫后進入吸收塔,NH3吸收劑與大部分 SO2和 NOx產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng),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(yīng)器中,使(NH4)2SO3氧化為(NH4)2SO4。氧化后的溶液經(jīng)預(yù)洗塔濃縮后,再經(jīng)脫水干燥生產(chǎn)硫酸銨和硝酸銨。出吸收塔的尾氣經(jīng)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(tǒng)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(chǎn)品,可以利用廢氨水,完全實現(xiàn)資源化,不產(chǎn)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(dá)標(biāo)等特點。

國內(nèi)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(shè),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(yè)部進入試生產(chǎn)階段。該事業(yè)部 1號鍋爐脫硫系統(tǒng)改造是中國石化集團公司重點督辦的環(huán)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(shù),可解決常規(guī)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(shù)適合石化、化肥、化工領(lǐng)域具備氨來源的企業(yè)煙氣脫硫脫硝需求,可實現(xiàn)以廢治廢和變廢為寶,在達(dá)到環(huán)境治理目標(biāo)的同時,又能充分體現(xiàn)良好的經(jīng)濟性,符合節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展方向。隨著流光放電氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)的不斷完善,其難以估量的應(yīng)用前景將顯現(xiàn)出來,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(汪家銘)