工業(yè)生產(chǎn)中,必然會(huì)產(chǎn)生廢氣,這些廢氣若不經(jīng)過(guò)處理便排放到空氣中勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。其中氣態(tài)性廢氣是工業(yè)廢氣中種類(lèi)最多也是危害性最大的。目前氣體性廢氣主要有含氮有機(jī)廢氣、含硫廢氣以及碳?xì)溆袡C(jī)廢氣。
(1)含氮廢氣。此類(lèi)廢氣會(huì)對(duì)空氣組分造成破壞,改變氣體構(gòu)成比例。尤其是石油產(chǎn)品的燃燒,在工業(yè)生產(chǎn)中石油產(chǎn)品的燃燒量巨大,而石油產(chǎn)品中氮化物含量大,因此廢氣中會(huì)含有大量氮氧化物,若排放到空氣中會(huì)增加空氣氮氧化物含量,對(duì)大氣循環(huán)造成影響。(
2)含硫廢氣。含硫廢氣會(huì)對(duì)人們的生活環(huán)境造成直接危害,這是由于其同空氣中的水結(jié)合能夠形成酸性物質(zhì),引發(fā)酸雨。而酸雨會(huì)對(duì)植物、建筑以及人體健康造成損害,尤其會(huì)影響人的呼吸道。另外還會(huì)對(duì)土壤和水源造成影響,造成二次污染。
(3)碳?xì)溆袡C(jī)廢氣。該類(lèi)廢氣統(tǒng)稱(chēng)烴類(lèi),是一種有機(jī)化合物,主要由碳原子和氫原子構(gòu)成。此類(lèi)廢氣擴(kuò)散到大氣中會(huì)對(duì)臭氧層造成破壞引發(fā)一系列問(wèn)題,影響深遠(yuǎn)。例如臭氧層破壞會(huì)加重紫外線(xiàn)的照射,而紫外線(xiàn)會(huì)對(duì)人的皮膚造成傷害,引發(fā)各類(lèi)健康問(wèn)題。另外紫外線(xiàn)照射度的改變也會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)以及氣候造成影響。
煙氣脫硝技術(shù)是將煙氣中SOx進(jìn)行分離,轉(zhuǎn)化為一種長(zhǎng)期穩(wěn)定、不對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染的物質(zhì)的方法。
一,濕法煙氣脫硝技術(shù)
溫法煙氣脫硝是利用催化劑的硫酸和硝酸稀溶液進(jìn)行洗滌,使SO2和NOX同時(shí)除去。所以,這種技術(shù)也稱(chēng)為濕式脫硫、脫氮技術(shù)。
工藝流程
由鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的燃料(煙氣)在洗滌塔中用水洗滌,冷卻到55-60℃,然后與來(lái)自氧化發(fā)生器的含氧化劑的空氣混合,使排氣中的NOX氧化。氧化劑添加的比例一般控制在0.5-1.7范圍內(nèi)(對(duì)NO的克分子比),這時(shí)亞硫酸氣不被氧化,另外煙氣中的塵埃并不消耗氧化劑,氧化劑只對(duì)NOX有選擇性地氧化。經(jīng)過(guò)氧化劑氧化的煙氣送入吸收塔,與含有硫酸、硝酸和鐵催化劑的吸收液以30-50升/標(biāo)準(zhǔn)米3的液氣比進(jìn)行對(duì)流接觸。在吸收塔內(nèi)NOX一部分變成硝酸,其他被還原成為一氧化二氮或氮?dú)獾葻o(wú)害氣體與煙氣一起排出。亞硫酸氣在吸收塔內(nèi)被吸收后成為亞硫酸,其他部分則在鐵催化劑作用下,被煙氣中的氧氧化而變成硫酸。接著,吸收液從吸收塔底部被送到氧化塔,在氧化塔中由從塔底送來(lái)的空氣進(jìn)一步氧化。一部分沒(méi)有被氧化的亞硫酸經(jīng)過(guò)氧化和催化劑的再生過(guò)程后循環(huán)到吸收塔,這時(shí)循環(huán)液的一部分被抽送到石膏制造工序中去,生成的硫酸在結(jié)晶槽內(nèi)和石灰粉反應(yīng),生成石膏,經(jīng)離心分離機(jī)脫水,作為副產(chǎn)品得到回收,母液則送回吸收系統(tǒng)。為了避免來(lái)自煙氣、石灰石中的雜質(zhì)和因脫NOX而生成的硝酸積存于循環(huán)吸收液中,所以在石膏制造過(guò)程總要抽出一部分母液,使其經(jīng)過(guò)排水處理后,放出系統(tǒng)之外。排水處理是通過(guò)PH調(diào)節(jié)來(lái)回收催化劑,此外還包括了符合排放標(biāo)準(zhǔn)的中和處理、生化法除NO3等部分。生化處理為多級(jí)式嫌氣性分解,NO3由供給的甲醇和微生物的活動(dòng)使其分解為水和氮?dú)舛怀ァ?br />
整個(gè)處理裝置通過(guò)氧化劑氧化、吸收氧化、石膏結(jié)晶等工藝程序?qū)ε艧熤械腟OX和NOX進(jìn)行處理,它完全不受燒煤時(shí)產(chǎn)生的煙氣中的碳和包括重金屬在內(nèi)的塵埃的影響而能穩(wěn)定地工作。
二,干法脫硝技術(shù)
與濕法煙氣脫硝技術(shù)相比,干法煙氣脫硝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:基本投資低,設(shè)備及工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,脫除NOx的效率也較高,無(wú)廢水和廢棄物處理,不易造成二次污染,目前有工程應(yīng)用的主要技術(shù)有選擇性催化還原法( SCR)脫硝技術(shù)、選擇性非催化還原法( SNCR )脫硝技術(shù)電子束治理技術(shù)等,選擇性非催化還原法( SNCR )脫硝技術(shù)、SCR技術(shù)的催化劑費(fèi)用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的950%-60%,其運(yùn)行成本在很大得度上受催化劑壽命的影響,選擇性非催化氧化還原法( Selective Non-Catalytic Reduction,ANCR )應(yīng)運(yùn)而生。
其基本原理是把含有NH.基的還原劑(如氨尿素氨水、碳酸氫傳每)噴入爐管溫度為800-1200℃這一狹窄的溫度范圍區(qū)域,在沒(méi)有催化劑的情況下,該還原劑迅速熱分解或揮發(fā)成NH3并與煙氣中的NO進(jìn)行反應(yīng),使得NO還原成N2和H20.而且基本上不與02發(fā)生作用。
SNCR法的還原劑可以是NH3.尿素或其他氨基。
其反應(yīng)機(jī)理也較復(fù)雜。當(dāng)以尿素為還原劑時(shí),工藝流程見(jiàn)圖1.15,其反應(yīng)方程式可簡(jiǎn)單表示為H2NCONH2+2NO+1/202=2N2+C02+2H20同SCR工藝類(lèi)似.,SNCR工藝的NO的脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3與NO的化學(xué)計(jì)量比、混合程度、反應(yīng)時(shí)間等,研究表明: SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要.若溫度過(guò)低, NH3的反應(yīng)不完全,容易造成NH3泄湖:而溫度過(guò)高: NH3則容易被氧化為NO ,抵消了NH的脫除效果。
溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致還原劑損失和NO, 脫除效率下降。通常,煤粉爐設(shè)計(jì)合理的SNCR工藝能達(dá)到30%~50%的脫除效率,循環(huán)流化床鍋爐SNCR系統(tǒng)的效果可以大于50%。