劉敦禹,蔡雨陽,金 晶,許開龍
(1.上海理工大學 能源與動力工程學院,上海 200093;2.上海市動力工程多相流動與傳熱重點實驗室,上海 200093)
化石燃料燃燒會產(chǎn)生大量CO2,過多CO2排放會導(dǎo)致溫室效應(yīng),使全球氣候變暖,減少CO2排放量已成為國際社會關(guān)注的焦點。當前全球氣候變化形勢不容樂觀,1901—2012年,全球平均氣溫上升了0.89 ℃[1]。溫度升高會導(dǎo)致冰川融化、海平面上升、珊瑚礁滅絕、全球糧食短缺等問題[2]。我國將近34.2%的CO2排放都來自燃煤發(fā)電,而燃煤發(fā)電在未來幾十年依然是電力的主要來源[3]。2015年《巴黎協(xié)定》后中國就根據(jù)國情向全球作出“承諾”,宣布爭取盡早實現(xiàn)2030年CO2達峰且單位GDP CO2排放比2005年下降60%~65%的目標[4]。碳捕集、封存和利用技術(shù)(Carbon capture,utilization and storage,CCUS)能有效應(yīng)用于CO2減排,是應(yīng)對氣候變暖最有效的方法之一。常見的CO2捕集技術(shù)有燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒技術(shù)。燃燒前捕集用于煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC),燃燒后捕集指在煤粉或天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的尾氣側(cè)捕獲CO2。富氧燃燒技術(shù)又稱空氣分離/煙氣再循環(huán)燃燒技術(shù),具有相對成本低、易規(guī)?;?、可改造存量機組、減排CO2力度大等諸多優(yōu)勢[5],被國內(nèi)外認為是最具有發(fā)展前景和優(yōu)勢的直接CCUS技術(shù)之一[6]。
富氧燃燒技術(shù)系統(tǒng)示意如圖1所示。該系統(tǒng)先由空氣分離裝置進行高純度O2提取,按一定比例與循環(huán)回來的鍋爐尾部煙氣混合,進入鍋爐燃燒后產(chǎn)生含有高濃度CO2的煙氣,隨后經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng),再進入煙氣壓縮純化系統(tǒng),最后得到高濃度的液態(tài)CO2產(chǎn)品用以運輸、利用和封存。
與傳統(tǒng)燃燒相比,在富氧燃燒下,燃燒產(chǎn)生的SOx、NOx總量減少,但由于大量煙氣再循環(huán),煙氣排放量減少,導(dǎo)致酸性污染物濃度升高[7-9]。除SOx、NOx等常見污染物,捕集后CO2產(chǎn)品中還含有多種雜質(zhì),如O2、H2O、CO以及惰性氣體等,O2濃度相比傳統(tǒng)燃燒略有上升,而H2O濃度上升約10%,這些雜質(zhì)可能會對管道運輸、地質(zhì)儲存和提高采收率(EOR)產(chǎn)生負面影響[10]。表1列出了捕集后CO2純度以及雜質(zhì)的標準,由于管道運輸、地質(zhì)儲存和提高采收率等影響,需CO2體積分數(shù)>95%;H2O體積分數(shù)<500×10-6,也有建議應(yīng)<50 ×10-6;O2體積分數(shù)應(yīng)在100×10-6~1 000×10-6,石油運營商認為應(yīng)<10×10-6,但這些限制需要試驗驗證;惰性氣體、CO、SOx、NOx濃度分別需<4%、<2 000×10-6、<50×10-6、<100×10-6。根據(jù)氧氣含量要求,可采用各種工藝生產(chǎn)純度95%~99.999%的CO2。純度越高,CO2捕集率就越低,更高的純度意味著更高的資本和運營支出。為了達到CO2純度標準,如何廉價、高效捕集和資源化利用富氧燃燒煙氣中的污染物雜質(zhì)已成為研究熱點,本文針對富氧燃燒CO2捕集過程中SOx、NOx、Hg污染物以及惰性氣體脫除進行了探討。
圖1 富氧燃燒技術(shù)系統(tǒng)示意[5]
表1 CO2純度標準[10]
煤燃燒排放的煙氣中存在酸性氣體污染物SOx,主要以SO2形式存在,是酸雨形成的主要原因,因此需在排入大氣前脫除。富氧燃燒系統(tǒng)中SOx一般在壓縮前脫除,傳統(tǒng)煙氣脫硫可分為干法(DFGD)、半干法(SDFGD)以及濕法脫硫技術(shù)(WFGD),其優(yōu)缺點見表2。阿爾斯通公司[19]在不同典型脫硫方法下,對進入壓縮系統(tǒng)前的SOx濃度進行分析,結(jié)果如圖2所示,發(fā)現(xiàn)用濕法脫硫技術(shù)和濕式靜電除塵器有較好的脫除效果。
目前,石灰石/石膏濕法煙氣脫硫是國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種脫硫工藝,該工藝采用石灰或石灰石作為脫硫劑對燃煤煙氣進行脫硫[21],工藝流程為:從塔底部進入的煙氣與自脫硫塔頂部淋下的含CaCO3的漿液充分混合接觸后,煙氣中SO2被吸收生成Ca(HSO3)2,Ca(HSO3)2落入反應(yīng)槽中,然后通過鼓入的空氣使Ca(HSO3)2被氧氣氧化為CaSO4,CaSO4進一步發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)生成石膏(CaSO4·2H2O)。相關(guān)的反應(yīng)方程式如下:
表2 干法、濕法、半干法脫硫技術(shù)優(yōu)缺點[20]
圖2 脫硫技術(shù)的典型選擇[19]
(1)
(2)
除了石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)外,氧化鎂脫硫技術(shù)與氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用也比較廣泛。氧化鎂脫硫技術(shù)具有原料儲備充足、脫硫效率高、不發(fā)生結(jié)垢、系統(tǒng)簡單、能耗低、氧化鎂可再生等優(yōu)點[22]。反應(yīng)機理為
(3)
(4)
(5)
氨法脫硫技術(shù)中,SO2是氣-液相或氣-氣相反應(yīng),傳質(zhì)阻力較小,因此反應(yīng)速率快,脫硫效率最高可達98%,該過程相對簡單,設(shè)備占地面積小,脫硫后副產(chǎn)品(NH4)2SO4是化肥的主要成分,回收后能降低運行成本[23-24]。相關(guān)反應(yīng)如下:
(6)
(7)
(8)
(9)
圖3 不同溶液中SO2吸收速率與SO2分壓的關(guān)系,并與計算得到的氣相控制線進行比較[26]
加壓條件下,煙氣中部分SO2極易轉(zhuǎn)化為SO3??諝鈿夥障耂O3/SO2轉(zhuǎn)化率為0.3%~1.1%,富氧燃燒方式下SO3/SO2轉(zhuǎn)化率提高至1.3%~2.5%[31]。SO3的形成可以在FGD中進行控制,與SO2脫除技術(shù)相似,可以通過石灰石漿液、鎂基吸收劑、鈉基吸收劑進行脫除。采用濕式靜電除塵器可顯著去除煙氣中的SO3。
酸性氣體NOx也是煤燃燒煙氣排放污染物的一種。傳統(tǒng)脫硝技術(shù)分為干法脫硝技術(shù)與濕法脫硝技術(shù)。選擇性催化還原技術(shù)(SCR)以及選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)是目前最常用的干法脫硝技術(shù)。兩者都是利用氨作為還原劑選擇性地將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O,只是SNCR不需要添加催化劑。其他方法還有分子篩、活性炭吸附、等離子體法等[32-33]。陳松濤等[34]對富氧燃燒條件下SCR催化劑脫硝活性進行研究,發(fā)現(xiàn)CO2的存在會降低催化劑的脫硝效率,且隨著CO2濃度的增加而增強,但不會導(dǎo)致催化劑失活。
圖4 有/無CO2存在下SO2吸收機理與臨界pH值
富氧燃燒產(chǎn)生的NOx主要由NO組成,因為NO氧化為NO2的過程隨著溫度的升高而迅速下降,在高于700 ℃下(在鍋爐內(nèi)),平衡混合物中幾乎不含有NO2[35],這使得NOx脫除具有挑戰(zhàn)性。富氧燃燒控制NOx排放的技術(shù)手段有低氮燃燒、氧分級以及氧化吸收等。氧化吸收法較為常見,由于NO不溶于水,去除前需要氧化為NO2,然后再進行吸收脫除。NOx在水中氧化吸收機理如圖5所示。濕法脫硝技術(shù)建立在此基礎(chǔ)上且種類繁多,主要用一些強氧化劑來氧化NO生成NO2,然后被堿性溶液或水吸收,多應(yīng)用于常壓環(huán)境,但強氧化劑的使用成本較高。Yan等[36]采用4種氧化劑(NaClO2、NaClO、H2O2和KMnO4)和4種吸收劑(Ca(OH)2、CaCO3、NaOH和Na2CO3)研究NO氧化吸收過程的反應(yīng)機理,發(fā)現(xiàn)NaClO2溶液為最佳氧化劑,在濃度為1.0%時,氧化率達100%,Ca(OH)2漿液的吸收性能最好。Hao等[37]研究了蒸發(fā)的H2O2與紫外光作用下NO的氧化機理,得出紫外能量密度和紫外波長對NO氧化有顯著影響,降低pH值和增加O2濃度均可增強NO氧化的結(jié)論。美國BOC公司開發(fā)的LoTOx技術(shù)是將氧氣/臭氧混合氣體通入煙道中,利用臭氧的強氧化性將NO氧化為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物,然后通過洗滌形成HNO3[38]。
圖5 NOx在水中氧化吸收機理[39]
加壓條件下對氮氧化物的吸收已經(jīng)應(yīng)用于硝酸的生產(chǎn),說明在一定壓力下能促進NO的氧化,且進一步提高NOx脫除率。羅哲林[40]對加壓條件下NO單獨脫除過程進行研究,發(fā)現(xiàn)增加壓力、延長停留時間、提高O2濃度和初始NO2濃度有利于NO吸收以及硝酸轉(zhuǎn)化,而溫度升高則有負面影響。黃強等[41]在試驗基礎(chǔ)上應(yīng)用Aspen Plus建立了加壓單獨脫硝模擬流程,也得出相同結(jié)論,提出煙氣中N2的存在不利于加壓脫硝過程。
閻維平等[42]提出了一種富氧燃燒捕集CO2時加壓降溫的特殊工藝來回收NO,證明高壓低溫工況有利于NO氧化為NO2并轉(zhuǎn)化為稀硝酸產(chǎn)品,得出壓力為3 MPa、溫度為30 ℃時NO的氧化率達到90%。陳曦等[43]對加壓條件下氮氧化物的水吸收進行了研究,發(fā)現(xiàn)在高壓(0.4~0.6 MPa)下氮氧化物的吸收率較高,且回收的硝酸的價值可以彌補氣體壓縮的成本。
一些學者進一步研究了高壓下NO氧化動力學進。Cheng等[44]在壓力0.1~3.0 MPa下對NO氧化進行研究,在已有試驗結(jié)果和理論模型的基礎(chǔ)上實現(xiàn)NO氧化動力學參數(shù)的回歸。Liu等[45]研究了加壓條件下的NO氧化并吸收到水中的動態(tài)過程,如圖6(a)所示,NO2的傳質(zhì)主要由氣相控制;圖6(b)說明NO的吸收主要由液相控制;圖6(c)發(fā)現(xiàn)在0.5~1.5 MPa,氧化速率常數(shù)隨著壓力的增大而減小,該現(xiàn)象可以用NO3或NO二聚體作為中間體的預(yù)平衡機制來解釋,但隨著反應(yīng)器壓力從1.5 MPa增加到2 MPa,NO氧化速率常數(shù)的增加暫時還無法解釋,可能涉及到一些未知的鏈式反應(yīng);圖6(d)表明隨著反應(yīng)器壓力的增加,液體的最佳表面積減小,而液體體積增大。內(nèi)表面上的液體可以通過3個過程產(chǎn)生:液體預(yù)加載、液體蒸汽冷凝和氣體鼓泡夾帶。隨后的結(jié)果證明了反應(yīng)器壓力對液體夾帶率的影響比較顯著。
圖6 氮氧化物吸收模型中最佳參數(shù)隨壓力的變化[45]
汞及其化合物對環(huán)境和人體健康均有害,汞的去除一直是關(guān)注的焦點。元素汞的去除對富氧燃燒工藝過程有重要影響,其會與下游的液化材料(銅焊鋁熱交換器)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕[46]。汞的形態(tài)對汞的去除十分重要,煙氣中汞有3種形態(tài):元素汞(Hg0)、氧化汞(Hg2+)和顆粒汞(Hgp)。煤燃燒過程中各種形態(tài)汞的轉(zhuǎn)化過程如圖7所示。氧化態(tài)Hg2+和顆粒結(jié)合態(tài)Hgp都可以被傳統(tǒng)的煙氣處理裝置捕獲,如濕法煙氣脫硫和靜電除塵器[47]。單質(zhì)汞在水中溶解性差,穩(wěn)定性好,難以去除。因此,有必要研究富氧燃燒條件下元素汞排放控制的方法。
圖7 煤燃燒過程中汞的轉(zhuǎn)化過程[48-49]
富氧燃燒煙氣中的成分對汞的氧化脫除起一定作用。Wang等[50]研究了富氧燃燒中HCl、NO、水蒸氣和SO2對汞排放及其形態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)上述物質(zhì)都會導(dǎo)致Hg2+含量增加,且水蒸氣濃度對汞的氧化有顯著促進作用,HCl通過產(chǎn)生Cl自由基也能促進汞的氧化。Li等[51]對富氧燃燒CO2壓縮過程中酸性氣體脫除汞的機理進行研究,發(fā)現(xiàn)在高壓下能促進NO氧化為NO2并與Hg0反應(yīng),可以有效去除煙氣中的Hg0雜質(zhì),SO2不與Hg0反應(yīng),但影響Hg0和NO2的反應(yīng),抑制了汞的去除。Wu等[52]分別在O2/CO2和O2/N2氣氛下進行了Cl2、HCl、NO、SO2均相氧化Hg0的試驗研究,結(jié)果表明,Cl2能顯著促進Hg0的氧化,NO對Hg0的氧化為5%~30%,取決于NO濃度并隨溫度升高而降低。
活性炭(AC)在汞控制中得到了廣泛應(yīng)用,被認為是一種成熟而有前途的脫汞技術(shù)?;钚蕴吭诟邏汉陀醒鯕獯嬖诘臈l件下可能發(fā)生爆炸,因此在較低壓力下產(chǎn)生作用[53]。影響活性炭吸附汞能力的因素很多,包括活性炭的表面積、顆粒大小、孔隙率以及煙氣汞濃度、煙氣溫度、煙氣成分等[54]。Min等[55]發(fā)現(xiàn)在基準氣體條件下,汞的吸附效率隨比表面積的增加呈線性增加。粒徑增大會顯著降低汞的吸附容量,而較高的初始汞濃度則導(dǎo)致汞吸收量增加[56]。Miller等[57]發(fā)現(xiàn)在107 ℃下,O2、CO2、N2和H2O氣氛下褐煤基活性炭對汞的吸附效率僅為10%~20%,當加入HCl、NO、NO2其中一種時,汞的吸附效率達到了90%~100%。
圖8 活性炭改性方法[64]
在CO2捕集中一定量的CO2會與惰性氣體一起排出,這限制了CO2回收的效率與純度,需要降低CO2氣流中的惰性氣體濃度。富氧燃燒煙氣中的N2、O2、Ar等惰性氣體的脫除方法理論上有:低溫分離和變壓吸附脫除。低溫分離是利用CO2與N2、O2、Ar等雜質(zhì)在低溫下的不同沸點進行分離,從而得到高純度的CO2產(chǎn)品。變壓吸附方法(PSA)是通過改變壓力來吸附和解吸附,不僅可以提高CO2回收效率,還降低了CO2氣流中惰性氣體去除成本,實現(xiàn)一部分惰性氣體再次循環(huán)回鍋爐中,提高CO2的捕獲。Hack等[65]提出了一種零排放閉循環(huán)的系統(tǒng),如圖9所示。該系統(tǒng)中N2、O2、Ar等惰性氣體采用變壓吸附方法分離,剩下一部分排入空氣分離裝置進行下一次循環(huán),實現(xiàn)了高純度的CO2捕獲。
圖9 零排放閉環(huán)富氧燃燒系統(tǒng)[65]
近年來,在富氧燃燒CO2壓縮過程中聯(lián)合脫除SOx、NOx和Hg的技術(shù)得到了廣泛研究。CO2壓縮捕集時的加壓降溫過程為脫除SO2和NOx提供了有利條件,另外,由于SO2和NOx濃度高于空氣燃燒,使得脫除效率高,并能夠資源化回收硫酸和硝酸。Air Products公司提出了在CO2壓縮過程中以硝酸和硫酸的形式除去NOx和SOx以及以Hg(NO3)2的形式去除Hg0的簡化反應(yīng)機理[66-67],如圖10所示。該機理涉及4個步驟:NO與O2在高壓下氧化為NO2;NO2與SO2反應(yīng)生成SO3,在與H2O反應(yīng)生成H2SO4;殘余的NO2與水反應(yīng)生成HNO3;Hg與HNO3反應(yīng)生成Hg(NO3)2。
德國Linde公司開發(fā)了一種濕法洗滌方法:在CO2進入壓縮機前,煙氣脫硫系統(tǒng)除去95%~99%的SO2,隨后煙氣被壓縮至1.8 MPa,使NO轉(zhuǎn)化為NO2并在氨溶液中化學吸收以形成硝酸銨[68]。法國Air Liquide公司開發(fā)了一種常壓去除SO2和高壓去除NO的洗滌系統(tǒng),該方法使用苛性堿溶液吸收SOx到較低濃度,然后煙氣通過四級壓縮系統(tǒng)除去NO[69]。普萊克斯公司設(shè)計了2套SOx、NOx、Hg的脫除方法用于高硫煤和低硫煤燃燒后的煙氣凈化[70]。煙氣首先進入壓縮機,冷凝過程中使一部分NO和SO2生成H2SO4和HNO3,隨后送到活性炭床進行氧化(SO2→SO3,NO→NO2),飽和后用水洗滌使其再生(SO3→H2SO4,NO2→HNO3),幾乎所有的NO都作為相應(yīng)的酸被吸收和除去。美國Air Products公司提出的高壓聯(lián)合脫除技術(shù)由于簡單、成本低和副產(chǎn)物具有資源化利用價值等優(yōu)點,具有較大商業(yè)應(yīng)用價值[71],該技術(shù)系統(tǒng)示意如圖11所示。煙氣首先進入壓縮機被壓縮至1.5 MPa,促進NO氧化為NO2,得到的NO2將SO2氧化為SO3,NO2同時被還原為NO,煙氣經(jīng)冷卻器冷卻后進入第1級逆流氣液接觸反應(yīng)器,在該反應(yīng)器中SO3與H2O充分接觸生成H2SO4。根據(jù)鉛室反應(yīng)機理,在SO2完全被氧化生成H2SO4后,NO2開始與H2O反應(yīng)生成HNO2和HNO3,同時Hg與HNO3發(fā)生反應(yīng)以Hg(NO3)2形式脫除。脫硫后的煙氣經(jīng)壓縮機壓縮至3 MPa,再經(jīng)冷卻器冷卻后進入第2級逆流氣液接觸反應(yīng)器,該反應(yīng)器中未除盡的NO被氧化為NO2并與H2O反應(yīng)生成HNO2和HNO3,該反應(yīng)系統(tǒng)可以達到100%的SO2脫除效率和>90%的NO脫除效率。該技術(shù)有4個特點:① 有效利用壓縮過程能量,無須外部壓縮能耗;② 具有較高SO2和NO脫除率,省去傳統(tǒng)脫硫脫硝裝置;③ 吸收后可以回收H2SO4和HNO3產(chǎn)品,降低系統(tǒng)成本;④ 煙氣中的Hg以Hg(NO3)2形式脫除。
圖10 富氧燃燒雜質(zhì)去除機理[66-67]
圖11 富氧燃燒CO2壓縮脫硫脫硝系統(tǒng)示意[67]
如果元素汞可以在富氧燃燒煙道氣體壓縮過程中與NOx氣體結(jié)合捕獲,這就提供了一種成本相對較低的清潔方案。Ting等[75]采用實驗室規(guī)模的試驗研究氣態(tài)元素汞在硝酸中的吸收,以及2.5 MPa壓力下由NO氧化生成的NO2與汞發(fā)生的氣相反應(yīng)。觀察到硝酸對汞的吸收有限,降壓后可能有部分汞發(fā)生解吸。另外,汞在氣相中易與NO2發(fā)生反應(yīng),NO2對氣態(tài)元素汞的氧化顯著。Stanger等[69,76]對富氧燃燒壓縮過程中同時去除SOx、NOx和Hg進行研究,結(jié)果表明,在壓縮過程中,降低溫度可以產(chǎn)生最大的NOx和Hg捕獲。高壓下反應(yīng)主要發(fā)生在氣相,且壓力、停留時間以及NO2濃度對Hg的脫除都有影響,還發(fā)現(xiàn)沒有NO2,在壓縮系統(tǒng)中無法觀察到Hg的脫除。
Hall等[77]與Snider等[78]對NO2與Hg的氣相反應(yīng)進行研究,雖然表面體積比不同,但2項研究的動力學結(jié)果一致,如圖12所示(k′為速率常數(shù)),從本質(zhì)上證明了Hg-NO2反應(yīng)是氣相反應(yīng)。關(guān)于Hg與NO2反應(yīng)生成的產(chǎn)物,一些文獻認為只有Hg(II)鹽形成,而另一些文獻認為只有Hg(I)鹽或同時存在Hg(I)鹽和Hg(II)鹽。汞鹽受熱容易分解并形成中間產(chǎn)物,一些學者對熱解產(chǎn)物進行了研究[78-84],不過目前關(guān)于汞化合物的文獻還不能夠闡明Hg和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物。
圖13為根據(jù)現(xiàn)有文獻和Ting等[85]試驗結(jié)果推測的汞產(chǎn)品成分分布,其中7%為I價或II價硝酸鹽,6%為II價氧化汞,剩余87%為暫時未知的中間態(tài)汞化合物。
圖12 Snider與Hall動力學擬合結(jié)果[78]
圖13 可能形成的Hg-NO2反應(yīng)產(chǎn)物[85]
近年來,低溫碳捕集技術(shù)(Cryogenic carbon capture,CCC)也有相關(guān)報道,低溫碳捕集是去除二氧化碳的有效方法,該方法運用了煙氣各成分的物理性質(zhì)在加壓低溫下分離,有潛力取代洗滌器和其他煙氣處理方法。Baxter等[86]用Aspen Plus對低溫碳捕集系統(tǒng)進行了比較理想化的模擬,表3為CCC過程中簡單體系(N2、O2、CO2)和復(fù)雜體系(煙氣中包含S、N、Hg、Cl)下各數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果,可知采用低溫碳捕集技術(shù)各部分的能耗,且該技術(shù)使煙氣中SOx、NOx、Hg的捕集效率達到100%,并能捕集到高純度CO2。對于低溫碳捕集技術(shù)目前還缺乏可行性的研究。
表3 CCC過程中簡單體系(N2、O2、CO2)和復(fù)雜體系(煙氣中包含S、N、Hg、Cl)下的模擬結(jié)果[86]
本文詳細描述了富氧燃燒碳捕集過程中的煙氣凈化工藝,包括SOx、NOx、Hg和惰性氣體的單獨脫除技術(shù),以及利用富氧燃燒碳捕集過程特有的煙氣壓縮液化環(huán)節(jié),實現(xiàn)多種污染物的聯(lián)合脫除技術(shù)。SOx脫除技術(shù)中,石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)脫硫效率高并能產(chǎn)生可回收的石膏,是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫技術(shù)。NOx脫除技術(shù)中,SCR運行費用高、氨易泄漏而且催化劑易失活;SNCR脫硝效率較低;氧化吸收法工藝簡單、能耗少、成本低,已有較多研究;加壓條件下的脫硝能產(chǎn)生具有經(jīng)濟效益的硝酸,有較高的研究價值。Hg脫除技術(shù)中,不同煙氣成分對Hg的氧化有一定作用,利用活性炭及對活性炭改性控制Hg排放是目前主要研究方向。惰性氣體凈化技術(shù)中,采用變壓吸附方法吸附和解吸附,降低了CO2氣流中惰性氣體去除的成本。聯(lián)合脫除技術(shù)在煙氣壓縮液化系統(tǒng)中有效利用壓縮過程的高壓條件將SOx、NOx、Hg分別以硫酸、硝酸、Hg(NO3)2形式協(xié)同去除,該技術(shù)是富氧燃燒煙氣凈化技術(shù)的研究熱點。
根據(jù)現(xiàn)有文獻報告后續(xù)的研究重點為:
1)深入研究高壓下的NO氧化動力學,對不同壓力下NO氧化速率常數(shù)的變化趨勢進行解釋。
2)高壓下NOx與SOx聯(lián)合脫除的產(chǎn)物還需要進一步分析,包括N-S化合物HADS和HAMS,以及如何減少N2O生成,如何使高壓下同時吸收的NOx和SOx以HNO3和H2SO4形式分離進行回收。
3)NO2與Hg的反應(yīng)體系在高壓下生成的產(chǎn)物尚不清楚,可以展開后續(xù)研究。