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脫硝技術論文范文第1篇

關鍵詞：煙氣脫硝；建模與仿真；辨識；電站運行

Modeling and simulation of SCR reaction in a power plant

Liao Li， Yang Pengzhi

Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems， Chongqing University， Ministry of Education， Chongqing 400044， PR China

Abstract： The SCR （selective catalytic reduction） technique is an advanced way to removal NOx from the flue gases in coal-fired power plants. Based on the Langmuir adsorption-desorption model and Eley-Rideal reaction mechanism， a dynamic mathematical model is established in this paper to focus on the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor . In additional， identification technique is applied to obtain the exact value of certain kinetic parameters based on the data from a power plant and the assumption that the pre-exponential factor for the DeNOx reaction KNO is a variable which is affected by the NH3/NO concentration ratio at the inlet of the SCR reactor. The SCR model is tested in static state situation and dynamic state situation in different loads in the power plant .The result of simulation suggests that： A）these parameters gained from identification and the SCR model can suit the real SCR reaction in this power plant .B） Temperature， ammonia concentration， nitrogen monoxide concentration as well as gas velocity play crucial roles in SCR reaction .C）In the power plant， the amount of ammonia supply， the control of NH3/NO concentration ratio are effective methods to ensure the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor stays in an appropriate range especially in the load up process or load down process.

Keywords： SCR； modeling and simulation； identification； power plant operation

τ詬玫緋В相比于溫度和進口NO的影響，NH3的增加對于脫硫效率的提高較為緩慢，如圖3（b）、圖6。表3也可以看出，該廠需要的供氨量也很大，氨氮比偏高，在1.4以上，尤其是在負荷變化時，需要更大的氨量，其氨氣逃逸量控制在0.015PPM-0.03PPM左右，符合排放標準。在實際運行中，升降負荷時，需提前增大供氨量，保持氨氮比變化率在0.01以內。并隨時監視出口NO和NH3的排放量，防止排放超標（該廠出口濃度大于200mg/m3即為超標排放）。

（4）溫度與NO共同擾動

選取機組某500MW時穩定狀態時的參數值。 圖7中，5s時刻，進口NO濃度突然升高至962mg/m3，出口NO的濃度相應的增大至68mg/m3 。 15s時刻，突然增加進口煙氣溫度至385℃，催化效應增加，出口NO濃度減小，直至25s處，保持溫度385℃，進口NO濃度降至924 mg/m3。此時可見出口NO濃度減小至56 mg/m3。 變化過程和趨勢符合實際的變化。

六、結論

1依據Langmuir吸附層模型、E-R反應機理、建立反應器出口NO濃度變化的模型，其中未知參數采用多次辨識的方法獲得，假設KNO是一個與氨氮比變化率有關的函數，通過擬合得到關系式 。仿真過程的關鍵是確定不同階段的負荷時起始修正系數 ，負荷變化時根據前后時間段氨氮比變化率乘以相應 。模型能夠較為真實的反應機組運行時出口NO濃度的變化趨勢和相應數值，最大誤差控制在25%以內。

2模型驗證和仿真過程中，反應溫度升高、煙氣流速降低有利于催化反應的進行，入口NO濃度降低、供氨量增加亦能減小出口NO排放量。

3模型能夠對該電廠的脫硝運行過程進行分析和預測，為運行中提供指導防止排放超標：1）入口NO量（通過煤質、負荷）、反應溫度、供氨量的控制是保證脫硝效率的主要手段；2）從仿真試驗中，該電廠催化劑在360℃-380℃之間溫度的增加使得催化效率能明顯提高。運行過程中，機組在550MW-660MW時，將煙氣溫度控制在375℃-385℃之間。400MW-550MW時，應將煙氣溫度控制在365-375℃。300MW-400MW時，將煙氣溫度控制在360℃-365℃；3）控制供氨量是運行中保證出口濃度的最主要手段。升降負荷過程中，進口NO濃度變化較大，出口濃度變化劇烈。加入的NH3反應有滯后性，負荷變化時，應提前增減供氨量。確保前后5s內氨氮比變化率控制在0.01以內，即每分鐘供氨量的增減控制在30kg/h以內。

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脫硝技術論文范文第2篇

關鍵詞：氮氧化物；脫硝；技術

中圖分類號：R122.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0033-02

前言

近年來，全國范圍內出現了長時間、大范圍的霧霾天氣，引發社會熱議，環保問題越來越成為公眾關注的焦點。氮氧化物是導致霧霾產生的主要污染因子之一，如何進一步提高氮氧化物治理技術水平已經成為環保行業關注的焦點。NOx排放控制技術主要分為低氮燃燒技術和煙氣脫硝技術兩類。低氮燃燒技術是通過各種技術手段控制燃燒過程中NOx的生成。煙氣脫硝技術是指對煙氣中已經生成的NOx進行治理。

1 低氮燃燒技術

低氮燃燒技術是通過優化燃料在爐內的燃燒狀況或采用低氮燃燒器來減少NOx 產生的控制技術，主要包括低過量空氣燃燒、燃料分級燃燒、空氣分級燃燒、煙氣再循環技術等。該技術特點是鍋爐改造容易、投資的費用相對較少，但由于其氮氧化物減排效果的限制，單獨使用很難滿足較為嚴格的NOx控制要求。近十幾年來，我國開展了大量的低氮燃燒技術研究和改進工作。上海理工大學、華中科技大學、寶鋼發電廠聯合進行燃煤鍋爐氣體燃料分級低氮燃燒技術的研發，在引進消化吸收以及自主創新的基礎上，我國已經開發形成了雙尺度低氮燃燒控制技術、高級復合空氣分級低氮燃燒技術、MACT低氮燃燒技術等一系列先進的自主燃燒技術和低氮燃燒器。

1.1雙尺度低氮燃燒控制技術

該技術是由煙臺龍源電力技術股份有限公司自主研發的低氮燃燒技術，可以有針對性地解決燃煤鍋爐運行和環保方面的難題，具有強防渣、防腐蝕、高效穩燃、超低NOx排放等功能。目前該技術發展較成熟，已在國內外130余臺鍋爐上成功應用，經測試在燃用煙煤或褐煤的四角切圓鍋爐上能夠將NOx的排放量降低到200mg/m3以下，下一步將向100mg/m3以下的排放目標邁進。2014年初，在該技術的基礎上，煙臺龍源研究完成了具有自主知識產權的一雙尺度低NOx燃燒控制系統，該系統實現了環境因素變化情況下鍋爐低氮燃燒的智能調風和NOx排放指標的動態向穩，針對生產過程歷史數據進行趨勢分析，有利于提高火電機組運行的自動化水平，實現電廠節能增效的目標，具有較好的效益前景。

1.2 高級復合空氣分級低氮燃燒技術

該系統是上海鍋爐廠在第一代對沖同心正反切圓燃燒、第二代引進型低NOx切向燃燒系統LNCFS的基礎上自主研發的第三代技術，擁有多項專利。2012年，該技術成果通過專家鑒定，被認定達到國際領先水平。該技術的特點在于建立早期的穩定著火和空氣分段燃燒技術，在實現NOx排放值大幅降低的同時，提高了燃燒效率、減輕了爐膛結渣問題。目前，該技術已在臺山電廠、渭河電廠、北侖電廠等多臺300MW、600MW的燃煤發電機組上實現成功應用。

1.3 MACT低氮燃燒技術

該系統采用燃料分級燃燒，以PM型燃燒器作為主燃燒器，80%～85%的煤粉通過一次燃料主燃燒器送入爐膛下部的一級燃燒區，在主燃燒區上部火焰中形成過量空氣系數接近1的燃燒條件，以盡可能地提高燃料的燃盡率。二次燃料也采用煤粉，其中15%～20%的煤粉用再循環煙氣作為輸送介質將其噴入爐膛的再燃區，在過量空氣系數遠小于1的條件下將NOx還原，同時抑制了新的NOx的生成。該系統燃燒穩定，在不影響鍋爐燃燒效率的情況下，可將NOx的排放控制在308～328mg/m3之間。我國福建漳州后石電廠、浙江玉環電廠均采用該燃燒系統，NOx排放濃度在369mg/m3左右。[1]

2 氣脫硝技術

單純依靠低氮燃燒技術的氮氧化物減排效果，不能滿足日益嚴格的排放要求， 因此需要結合煙氣脫硝技術聯合作用脫除氮氧化物。煙氣治理脫硝技術，是指對煙氣中已經生成的NOx進行治理，煙氣NOx治理技術主要包括SCR、SNCR、 SNCR/SCR、脫硫脫硝一體化、等離子體法、直接催化分解法、生物質活性炭吸附法等。這些方法主要是利用氧化或者還原化學反應將煙氣中的NOx脫除。

2.1 SCR技術

SCR技術是指利用NH3、CO、H2、烴類等還原劑，在催化劑作用下有選擇性地將煙氣中的 NOx還原成 N2和H2O的過程。在幾種主要脫硝技術中，SCR的脫硝效率最高，基于反應器和催化劑的合理選型和優化布置情況下脫硝效率最高可達 90%以上，是目前世界上商業化應用最多、最為成熟的氮氧化物控制技術。“十二五”期間，燃煤火電廠脫硝改造呈全面爆發的增長趨勢，其中SCR技術占火電機組脫硝項目的95%以上。催化劑是SCR技術的核心，目前國內外采用的催化劑主要為V2O5-TiO2體系（添加WO3或MoO3作為助劑），該催化劑效率高、穩定可靠，但仍存在催化劑本身具有一定的毒性、價格昂貴、易受煤質成分影響而失活、低溫下性較低以及溫度窗口受限等問題。

2.2 SNCR技術

SNCR 技術是指在不使用催化劑的情況下，在爐膛煙氣溫度適宜處（850～1150℃）噴入含氨基的還原劑（一般為氨或尿素），利用爐內高溫促使氨和NO選擇性還原，將煙氣中的 NOx還原為N2和H2O。由于不需要催化劑和催化塔，該技術具有建設周期短、投資少、對鍋爐改造方便、技術成熟等特點，在歐美發達國家、 韓國、日本、我國臺灣地區以及內地電廠均有一定的應用[2]。據統計，其脫硝效率（30-50%）未能達到現階段NOx的控制需求，因此常與低NOx技術協同應用。SNCR 脫硝技術的實際應用受到鍋爐設計和運行條件的種種限制，且存在反應溫度范圍窄、 爐內混合不均勻、工況變化波動影響大以及NH3逃逸和N2O排放等問題，很大程度上影響其工業應用。[3]

2.3 SNCR/SCR合脫硝技術

SNCR/SCR聯合脫硝技術是將SNCR工藝中還原劑噴入爐膛的技術同SCR工藝中利用逸出氨進行催化反應的技術結合起來，從而進一步脫除NOx。利用這種聯合脫硝技術可以實現SNCR出口的NOx濃度再降低50%～60%，氨的逃逸量小于5mg/m3，上游SNCR技術的使用降低了SCR入口的NOx負荷，可以減少SCR催化劑使用量，從而降低催化劑投資；而SCR利用SNCR系統逃逸的NH3，可減少氨逃逸量，是一種結合SCR技術高效、SNCR技術投資省的特點而發展起來的新型組合工藝。[4]

3 結束語

就目前而言，無論是國內還是國外對于脫硝技術的研究都十分的活躍，除了本論文介紹的這幾種脫硝的方法之外還有更多好的方法值得我們去探析。因此加強脫硝技術的監測以及研發是國內外共同要研究的話題，不僅有利于我國又好又快的可持續發展，更加有利于保護我們賴以生存的環境。

參考文獻：

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脫硝技術論文范文第3篇

中圖分類號：F253.3 文獻標識碼：A 文章編號：

1 質量管理綜述

1.1 質量管理的定義與目的

質量管理是指為了實現質量目標而進行的所有管理性質的活動。在質量方面的指揮和控制活動，通常包括制定質量方針和質量目標以及質量策劃、質量控制、質量保證和質量改進。而質量管理的目的是通過組織和流程，確保產品或服務達到內外顧客期望的目標；確保公司以最經濟的成本實現這個目標；確保產品開發、制造和服務的過程是合理和正確的[1~4]。

1.2 質量管理的重要意義

從宏觀上來說，當今世界的經濟競爭，很大程度上取決于一個國家的產品和服務質量。質量水平的高低可以說是一個國家經濟、科技、教育和管理水平的綜合反映。對于企業來說，質量也是企業賴以生存和發展的保證，是開拓市場的生命線，正可謂“百年大計，質量第一”。

1.3 質量管理的發展方向

第一，要從對產品質量的管理轉向對過程和系統的管理。

第二，要從原來以推行管理方法為主轉向以培育管理文化為主。第三，從偏重于技術創新轉向技術創新與管理創新并舉。

2 制造業質量管理要素

質量管理是隨著生產的發展和科學技術的進步而逐漸形成和發展起來的。質量管理理論主要在制造業產生并不斷發展起來。按照質量管理在工業發達國家實踐中的特點，質量管理的發展一般可以分為三個階段：（1）質量檢驗階段；（2）統計質量控制階段；（3）全面質量管理階段。這三個發展階段，前兩個階段主要關注點就是制造業的生產過程管理，從對大批大量產品生產的事后質量檢驗，到對產品的質量特性數據以及生產過程中的抽樣檢驗和過程控制方法，以及產品交驗過程的抽樣檢驗理論，都主要關注的是制造業生產管理的特點和重點，帶著深深的制造業的烙印。

隨著質量管理理論的完善和發展，更多的行業和部門開始引入質量管理的理論和方法，質量管理的相關理論和方法在推廣過程中也不斷強調其適用于各行各業。但是，這些理論方法在制造業是完全適用的，即使在某些非制造業不甚適用的技術方法，在制造業一定是完全可以應用的。即質量管理的所有相關理論、技術、方法研究和論述都適用于制造業的質量管理。

2.1質量管理理念要素研究

2.1.1全面質量管理要素

全面質量管理包含的質量要素有：質量領導、追求高品質的企業文化、誠實守信的經營理念、系統的得到全員認可的質量戰略、培訓、團隊合作、順暢便利的信息系統、有效執行的質量績效評價和獎懲制度、適當的過程控制體系。

2.1.2 ISO9000國際質量管理體系質量要素

ISO9000族標準所包含的質量要素有：管理職責、質量體系、合同評審、設計控制、文件和資料控制、采購管理、顧客、過程控制、檢驗和試驗、檢驗、測量和試驗設備的控制、檢驗和試驗狀態、不合格產品的控制、糾正和預防措施搬運、貯存、包裝、防護和交付、質量記錄的控制、內部質量審核、培訓、服務、統計技術等。

2.1.3卓越績效模式質量要素

卓越績效模式要求以產品質量、服務質量為核心，強調組織整體的質量經營，通過提高質量去實現企業的經營績效。從大的方面來講所包含的質量要素主要有領導作用、質量戰略、以顧客和市場為中心、過程管理、員工管理、測量和分析改進、知識管理、經營效果。

2.1.4零缺陷管理質量要素

零缺陷的目標就要求組織以永無止境的持續改善為動力，運用合理的激勵手段，不斷提高工作和產品質量[18,19]。零缺陷管理要求組織做好以下方面：零缺陷質量目標、高層管理的的質量使命、有效的執行體系、質量信息以及有效的控制、教育培訓、團隊合作、供應商參與、持續改進、質量成本管理。

2.1.5六西格瑪管理質量要素

六西格瑪管理要求不斷改善產品、服務質量，并制定質量目標目標、應用質量工具和方法來達到顧客滿意的要求。六西格瑪已經不僅僅是一個質量上的統計標準，它更代表著一個全新的管理理念和管理哲學。我國的六西格瑪管理評價準則對質量管理要素進行了全面的詮釋。六西格瑪的要素有六西格瑪領導力；六西格瑪戰略；顧客驅動與顧客滿意；六西格瑪基礎管理；六西格瑪項目管理；評價與激勵；六西格瑪管理成果等七個方面，下圖顯示了這些要素的相互關系。

2.2最具代表性的質量要素

總結質量大師的理論和國家質量獎標準，并結合我國制造業企業的質量管理和生產運營特點，本文提出了一個全面考核中國制造企業質量管理水平的綜合指標體系。評價指標體系由13個要素組成，分為根源要素、支持要素和結果要素三大類。質量管理體現于企業運營的全過程，三類要素互相支持互相影響，如圖1所示。

圖1 質量三要素

（1）根源要素位于體系的底部，雖然是衡量企業質量管理水平的隱性要素，但卻是質量管理體系的核心，是質量管理體系產生的土壤和源泉，是保持質量管理水平的基本要素。（2）結果要素處于體系的頂部，直接由外部消費者評價，是企業質量管理水平的外在表現，也是底層要素作用的結果。（3）支持要素在根源要素和結果要素之間，起著承上啟下的作用，既是結果要素的主要來源又是根源要素的承載體。通過它的運作將根源要素轉化為結果要素，使隱性成為顯性。

3 板式催化劑制造過程中質量管理

3.1 公司相關情況介紹

大唐南京環保科技有限責任公司引進莊信萬豐催化劑（德國）有限公司的平板式催化劑生產技術，同時收購了雅佶隆在上海所建的包括實驗室在內的一整套平板式催化劑生產線，成為國內唯一平板式催化劑生產商，年產量為10000m3。后續還將建設二期、三期，建設完成后，催化劑總產能達到36000m3/年，成為世界最大脫硝催化劑制造基地。在板式脫硝催化劑的生產中，質量管理起著非常重要的作用。

3.2 公司組織架構

公司組織架構如圖2所示。建立明確的組織架構，在此基礎之上明確各部門的職責，加強各部門之間的相互聯系，以保證各項管理的傳遞與執行，確保產品質量信息的及時反饋。

圖2 公司組織架構

3.3 質量控制程序

本論文提出的質量管理程序主要在公司領導層的領導下，公司各職能部門包括設計研發部、采購部、倉庫管理、市場營銷部、安全生產部、設備能源部和質量管理部等部門的協力合作，明確各自職責，建立完整的質量控制體系。論文研究的理論基礎是制造業質量管理要素，在理論研究的基礎上提出了適合于板式脫硝催化劑制造的質量管理體系。

本質量管理體系設計的方案是市場營銷部收集到的投標文件反饋到設計研發部，設計研發部按照具體的參數提出設計方案，市場營銷部在此基礎之上制作投標文件，當公司接到項目訂單后，按照之前的設計方案設計催化劑產品配方和項目Spec，并制定產品檢測控制計劃。設計研發部將配方和項目Spec提供給采購部，采購部準備原材料的采購，原材料進廠前進行質量檢測，把控質量第一關。在整個生產過程中也制定相關的產品生產過程檢測，控制生產過程中的質量，把控質量第二關。產品生產后對其功能進行檢測，把控質量第三關。產品入庫前后進行檢測，保證發送到客戶的產品的質量。即通過各個程序的把控，嚴格控制產品的質量。具體程序流程如圖3所示。

圖3 板式脫硝催化劑質量管理流程圖

4 結論

在質量管理理論研究的基礎上，結合公司實際情況，制定了適用于本公司板式脫硝催化劑生產的質量管理體系，明確了公司各部門之間的職責和形成了部門之間良好的溝通協調機制。通過此質量管理體系的建立，完善了組織內部管理，使質量管理制度化、體系化和法制化，提高板式催化劑的質量，并確保了產品質量的穩定性，從而提高了顧客的滿意度和公司的知名度。在實際工作中，進一步完善和提高此質量管理體系，使之更好地適用于板式脫硝催化劑的生產。

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脫硝技術論文范文第4篇

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脫硝技術論文范文第5篇

關鍵詞：煙氣脫硫 二氧化硫 干法

前言：我國的能源以燃煤為主，占煤炭產量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產生嚴重污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時在一定條件下還可破壞臭氧層以及產生光化學煙霧等。總之燃煤產生的煙氣是造成中國生態環境破壞的最大污染源之一。中國的能源消費占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全國總排放量的87%。中國煤炭一年的產量和消費高達12億噸，SO2的年排放量為2000多噸，預計到2010年中國煤炭量將達18億噸，如果不采用控制措施，SO2的排放量將達到3300萬噸。據估算，每削減1萬噸SO2的費用大約在1億元左右，到2010年，要保持中國目前的SO2排放量，投資接近1千億元，如果想進一步降低排放量，投資將更大[1]。為此1995年國家頒布了新的《大氣污染防治法》，并劃定了SO2污染控制區及酸雨控制區。各地對SO2的排放控制越來越嚴格，并且開始實行SO2排放收費制度。隨著人們環境意識的不斷增強，減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環境的問題正在被億萬人們所關心和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當代科技研究的重要課題之一。因此控制SO2的排放量，既需要國家的合理規劃，更需要適合中國國情的 低費用、低耗本的脫硫技術。

煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工藝特點主要分為濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫。

濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以脫除SO2。常用方法為石灰/石灰石吸收法、鈉堿法、鋁法、催化氧化還原法等，濕法煙氣脫硫技術以其脫硫效率高、適應范圍廣、鈣硫比低、技術成熟、副產物石膏可做商品出售等優點成為世界上占統治地位的煙氣脫硫方法。但由于濕法煙氣脫硫技術具有投資大、動力消耗大、占地面積大、設備復雜、運行費用和技術要求高等缺點，所以限制了它的發展速度。

干法脫硫技術與濕法相比具有投資少、占地面積小、運行費用低、設備簡單、維修方便、煙氣無需再熱等優點，但存在著鈣硫比高、脫硫效率低、副產物不能商品化等缺點。

自20世紀80年代末，經過對干法脫硫技術中存在的主要問題的大量研究和不斷的改進，現在已取得突破性進展。有代表性的噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術、爐內噴鈣尾部增濕法、煙氣循環流化床技術、爐內噴鈣循環流化床技術等一批新的煙氣脫硫技術已成功地開始了商業化運行，其脫硫副產物脫硫灰已成功地用在鋪路和制水泥混合材料方面。這一些技術的進步，迎來了干法、半干法煙氣脫硫技術的新的快速發展時期。

傳統的石灰石/石膏法脫硫與新的干法、半干法煙氣脫硫技術經濟指標的比較見表1。表1說明在脫硫效率相同的條件下，干法、半干法脫硫技術與濕法相比，在單位投資、運行費用和占地面積的方面具有明顯優勢，將成為具有產業化前景的煙氣脫硫技術。

本文主要論述了噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術、爐內噴鈣尾部增濕法、煙氣循環流化床技術、爐內噴鈣循環流化床技術等幾種干法煙氣脫硫技術和近幾年研究出來的幾項半干法煙氣脫硫技術及其各種方法在工業方面的應用情況及今后的發展方向。

1、噴霧干燥法煙氣脫硫技術

噴霧干燥法煙氣脫硫技術是一項發展最成熟的煙道氣脫硫技術之一。該技術采用了旋轉噴霧器，投資低于濕法工藝，在全世界范圍內得到廣泛應用，在西歐的德國、意大利等國家利用較多。對中高硫燃料的SO2脫硫率能達到80-90%。

該技術的基本原理是由空氣加熱器出來的煙道氣進入噴霧式干燥器中，與高速旋轉噴嘴噴出的充分霧化的石灰、副產品泥漿液相接觸，并與其中SOX反應，生成粉狀鈣化合物的混合物，再經過除塵器和吸風機，然后再將干凈的煙氣通過煙囪排出，其反應方程式為：

該技術一般可分為吸收劑霧化、混合流動、反應吸收、水汽蒸發、固性物的分離五個階段，與其它干燥技術相比其獨特之處就在于吸收劑與高溫煙氣接觸前首先被霧化成了細小的霧滴，這樣便極大增加了吸收劑的比表面積，使得反應吸收及傳熱得以快速進行。其工藝流程如圖1所示【3】。該技術安裝費用相對較低，一般是同等規模的石膏法煙氣脫硫系統的70%左右。但存在著石灰石用量大、吸收劑利用率低及脫硫后的副產品不能夠再利用的難題，故該技術意味著要承擔雙倍的額外費用，即必須購買更多的石灰石和處理脫硫后的副產品，然后還要將其中的一部分花錢倒掉。

2、活性炭吸附法煙氣脫硫技術

采用固體吸附劑吸附凈化SO2是干法凈化含硫廢氣的重要方法。目前應用最多的吸附劑是活性炭，在工業上應用已較成熟。其方法原理為：活性炭對煙氣中SO2的吸附過程中及有物理吸附又有化學吸附，當煙氣中存在著氧氣和水蒸氣時，化學反應非常明顯。因為活性炭表面對SO2與O2的反應有催化作用，反應結果生成SO3，SO3 易溶于水而生成硫酸，從而使吸附量比純物理吸附時增大許多。

物理吸附過程：

化學吸附過程：

吸附SO2 的活性炭，由于其內、外表覆蓋了稀硫酸，使活性炭吸附能力下降，因此必須對其再生。再生的方法通常有洗滌再生和加熱再生兩種，前者是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再將活性炭進行干燥；后者是對吸附有SO2 的活性炭加熱，使炭與硫酸發生發應，使H2 SO4還原為SO2，富集后的SO2可用來生產硫酸。

其工藝流程為：對活性炭再生的方法不同，其反應的工藝流程也不同，一般采用加熱再生法流程和洗滌再生法流程。洗滌再生法是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再對活性炭進行干燥。加熱再生法是對吸附SO2 的活性炭進行加熱，使炭與硫酸發生反應，將H2SO4又還原為SO2，富集后的SO2可用來生成硫酸[4]。

該方法的優點是吸附劑價廉，再生簡單；缺點是吸附劑磨損大，產生大量的細炭粒被篩出，再加上反應中消耗掉一部分炭，因此吸附劑成分較高，所用設備龐大[5]。

3、電子射線輻射法煙氣脫硫技術

電子射線輻射法是日本荏原制作所于1970年著手研究，1972年又與日本原子能研究所合作，確立的該技術作為連續處理的基礎。1974年荏原制作所處理重油燃燒廢氣，進行了1000Nm3/h規模的試驗，探明了添加氨的輻射效果，穩定了脫硫脫硝的條件，成功地捕集了副產品和硝銨。80年代由美國政府和日本荏原制作所等單位分擔出資在美國印第安納州普列斯燃煤發電廠建立了一套最大處理高硫煤煙氣量為24000Nm3/h地電子束裝置，1987年7月完成，取得了較好效果，脫硫率可達90％以上，脫硝率可達80％以上。現日本荏原制作所與中國電力工業部共同實施的“中國EBA工程”已在成都電廠建成一套完整的煙氣處理能力為300000Nm3/h的電子束脫硫裝置，設計入口SO2濃度為1800ppm，在吸收劑化學計量比為0.8的情況下脫硫率達80％，脫硝率達10％[6]。

該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體捕集四道工序組成，其工藝流程圖如圖2所示。溫度約為150℃左右的煙氣經預除塵后再經冷卻塔噴水冷卻道60～ 70℃左右，在反應室前端根據煙氣中SO2及NOX的濃度調整加入氨的量，然后混合氣體在反應器中經電子束照射，排氣中的SO2和NOX受電子束強烈作用，在很短時間內被氧化成硫酸和硝酸分子，被與周圍的氨反應生成微細的粉粒（硫酸銨和硝酸銨的混合物），粉粒經集塵裝置收集后，潔凈的氣體排入大氣[7]。

脫硫、脫氮反應大致可分為三個過程進行，這三個過程在反應器內相互重疊，相互影響：

a)在輻射場中被加速的電子與分子/離子發生非彈性碰撞，或者發生分子/離子之間的碰撞生成氧化物質和活性基團。

煙氣中含有O2、H2O、N2、CO2、SO2、NO、NO2等成分，當電子束照射煙氣時，在輻射場中被加速的電子與煙氣中氣體分子如O2及水分子發生非彈性碰撞，生成具有化學反應活性的活性基團或氧化性物質，可表示為：

b)活性基團與氣態污染物發生反應。

活性基團或氧化性物質氧化煙氣中的SO2生成SO3，可表示為：

生成的SO3和高價態氮氧化物與水反應生成H2SO4和HNO3。

c)硫酸銨和硝酸銨的生成。

生成的H2SO4和HNO3與加入的NH3進行中和反應，分別生成硫酸銨和硝酸銨微粒，荷電后被捕集。此外，還可能有尚未反應的SO2和NH3，SO2與NH3反應生成硫酸銨。反應為：

該工藝能同時脫硫脫硝，具有進一步滿足我國對脫硝要求的潛力；系統簡單，操作方便，過程易于控制，對煙氣成分和煙氣量的變化具有較好的適應性和跟蹤性；副產品為硫銨和硝銨混合肥，對我國目前硫資源缺乏、每年要進口硫磺制造化肥的現狀有一定的吸引力，但在是否存在SO2污染物轉移、脫硫后副產物捕集等問題上有待進一步討論。另外廠耗電力也比較高[8]。

4、填充式電暈法煙氣脫硫技術

填充式電暈法是近幾年發展起來的一項新技術，該方法設備簡單、操作簡便、投資是電子束法的60%，因此成為國際上干法脫硫的研究前沿。填充式電暈法脫硫原理為：在高壓電暈放電的情況下，由于電場的作用，在煙氣中形成大量的非平衡態等離子體。在高能電子的碰撞下，煙氣中的HO2、O2、SO2等氣體分子活化、裂解或電離，產生大量氧化性強的活化基團，如： OH·、HO2 ·、O、O3、O2+、O2*等。電暈電場的存在源源不斷的提供了這些離子的來源。而SO2在其中發生一系列的氣體等離子體化學反應，反應過程相對復雜。總體上是在這些基團的作用下，最終使二氧化硫氧化成三氧化硫【9】。

反應途徑主要如下：

其實驗流程圖如圖1所示。反應原料氣由空氣和二氧化硫混合配置而成，經流量計進入反應器進行處理，在反應器前后各設置一個采樣口，用大氣采樣器同時進行采樣。采樣的樣品用碘量法測定其濃度。

5、荷電干式吸收劑噴射脫硫系統（CDSI）

荷電干式吸收劑噴射脫硫系統（CDSI）是美國最新專利技術，它通過在鍋爐出口煙道噴入干的吸收劑（通常用熟石灰），使吸收劑與煙氣中的SO2 發生反應產生顆粒物質，被后面的除塵設備除去，從而達到脫硫的目的。干式吸收劑噴射是一種傳統技術，但由于存在以下兩個技術問題沒能得到很好的解決，因此效果不明顯，工業應用價值不大。一個技術難題是反應溫度與滯留時間，在通常的鍋爐煙氣溫度（低于200℃）條件下，只能產生慢速亞硫酸鹽化反應，充分反應的時間在4秒以上。而煙氣的流速通常為10～15m/s，這樣就需要在煙氣進入除塵設備之前至少有40～60m的煙道，無論從占地面積還是煙氣溫度下降等方面考慮均是不現實的。另一個技術難題是即使有足夠長的煙道，也很難使吸收劑懸浮在煙氣中與SO2發生反應。因為粒度再小的吸收劑顆粒在進入煙道后也會重新聚集在一起形成較大的顆粒，這樣反應只發生在大顆粒的表面，反應概率大大降低；并且大的吸收劑顆粒會由于自重的原因落到煙氣的底部，對于傳統的干式吸收劑噴射技術來說，這兩個技術難題很難解決，因此脫硫效率低，很難在工業上得到應用[10]。

CDSI系統利用先進技術使這兩個技術難題得到解決，從而使在通常煙氣溫度下的脫硫成為可能。其荷電干式吸收劑噴射系統包括一個吸收劑噴射單元 、一個吸收劑給料系統（進料控制器，料斗裝置）等。吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電暈充電區，使吸收劑得到強大的靜電荷（通常是負電荷）。當吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中時，由于吸收劑顆粒都帶同一符號電荷，因而相互排斥，很快在煙氣中擴散，形成均勻的懸浮狀態，使每個吸收劑粒子的表面都充分暴露在煙氣中，與SO2完全反應機會大大增加，從而提高了脫硫效率，而且吸收劑粒子表面的電暈還大大提高了吸收劑的活性，降低了同SO2完全反應所需的滯留時間，從而有效地提高了SO2的去除效率。工業應用結果表明：當Ca/S比為1.5左右時，系統脫硫效率可達60％～70％。

除提高吸收劑化學反應速率外，荷電干吸收劑噴射系統對小顆粒的粉塵的清除也有幫助，帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己的表面，形成較大顆粒，提高了煙氣中塵粒的平均粒徑，這樣就提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除效率。

荷電干式吸收劑噴射脫硫系統的優點為投資小、收效大、脫硫工藝簡單有效、可靠性強；整個裝置占地面積小，不僅可用于新建鍋爐的脫硫，而且更適合對現有鍋爐的技術改造；CDSI是純干法脫硫，不會造成二次污染，反應生成物將與煙塵一起被除塵設備除去后統一運出出廠外。其缺點是對脫硫劑要求太高，一般的石灰難以滿足其使用要求，而其指定的可用石灰則售價過高，限制了其推廣。

6、爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術

爐內噴鈣尾部增濕也作為一種常見的干法脫硫工藝而被廣泛應用。雖然噴鈣尾部增濕脫硫的基本工藝都是將CaCO3粉末噴入爐內，脫硫劑在高溫下迅速分解產生CaO，同時與煙氣中的SO2反應生成CaSO3。由于單純爐內噴鈣脫硫效率往往不高（低于20％～50％），脫硫劑利用率也較低，因此爐內噴鈣還需與尾部增濕配合以提高脫硫效率。該技術已在美國 、日本、加拿大和歐洲國家得到工業應用，是一種具有廣闊發展前景的脫硫技術。目前，典型的爐內噴鈣尾部增濕脫硫技術有美國的爐內噴鈣多級燃燒器（LIMB）技術、芬蘭的爐內噴石灰石及氧化鈣活化反應（LIFAC）技術、奧地利的灰循環活化（ARA）技術等，下面介紹一下LIFAC技術[11]。

LIFAC脫硫技術是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發成功并投入商業應用的該技術是將石灰石于鍋爐的800℃～1150℃部位噴入，起到部分固硫作用，在尾部煙道的適當部位（一般在空氣預熱器與除塵器之間）裝設增濕活化反應器，使爐內未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)2，進一步吸收SO2，提高脫硫率。

LIFAC技術是將循環流化床技術引入到煙氣脫硫中來，是其開創性工作，目前該技術脫硫率可達90％以上，這已在德國和奧地利電廠的商業運行中得到實現。

LIFAC技術具有占地小、系統簡單、投資和運行費用相對較、無廢水排放等優點，脫硫率為60％～80％；但該技術需要改動鍋爐，會對鍋爐的運行產生一定影響。我國南京下關電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進的LIFAC脫硫技術和設備目前已投入運行。

7、爐內噴鈣循環流化床反應器煙氣脫硫技術

爐內噴鈣循環流化床反應器脫硫技術是由德國Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發的。該技術的基本原理是：在鍋爐爐膛適當部位噴入石灰石，起到部分固硫作用，在尾部煙道電除塵器前裝設循環流化床反應器，爐內未反應的CaO隨著飛灰輸送到循環流化床反應器內，在循環硫化床反應器中大顆粒CaO被其中湍流破碎，為SO2反應提供更大的表面積，從而提高了整個系統的脫硫率[12]。

該技術將循環流化床技術引入到煙氣脫硫中來，是其開創性工作，目前該技術脫硫率可達90％以上，這已在德國和奧地利電廠的商業運行中得到證實。在此基礎上，美國EEC(Enviromental Elements Corporation)和德國Lurgi公司進一步合作開發了一種新型煙氣的脫硫裝置。在該工藝中粉狀的Ca(OH)2和水分別被噴入循環流化床反應器內，以此代替了爐內噴鈣。在循環流化床反應器內，吸收劑被增濕活化，并且能充分的循環利用，而大顆粒吸收劑被其余粒子碰撞破碎，為脫硫反應提供更大反應表面積。

本工藝流程的脫硫效率可達95％以上，造價較低，運行費用相對不高，是一種較有前途的脫硫工藝。

8、干式循環流化床煙氣脫硫技術

干式循環流化床煙氣脫硫技術是20世紀80年代后期發展起來的一種新的干法煙氣脫硫技術，該技術具有投資少、占地小、結構簡單、易于操作，兼有高效除塵和煙氣凈化功能，運行費用低等優點。因而，國家電站燃燒工程技術研究中心和清華大學煤的清潔燃燒技術國家重點實驗室分別對該技術的反應機理、反應過程的數學模型等進行了理論和實驗研究。其工藝流程如圖3示，從煤粉燃燒裝置產生的實際煙氣通過引風機進入反應器，再經過旋風除塵器，最后通過引風機從煙囪排出。脫硫劑為從回轉窯生產的高品質石灰粉，用螺旋給粉機按給定的鈣硫比連續加入。旋風除塵器除下的一部分脫硫灰經循環灰斗和螺旋給灰機進入反應器中再循環。在文丘里管中有噴水霧化裝置，通過調節水量來控制反應器內溫度[13]。

干式循環流化床煙氣脫硫技術在煙氣中SO2濃度較低的情況下尤其適用。它具備以下特點:

(1)鍋爐飛灰作為循環物料，反應器內固體顆粒濃度均勻，固體內循環強烈，氣固混合、接觸良好，氣固間傳熱、傳質十分理想。

(2) 反應塔中由于顆粒的水分蒸發與水分吸附、固體顆粒之間的強烈接觸摩擦，造成氣 、固、液三相之間極大的反應活性和反應表面積，對于煙氣SO2的去除有非常理想的效果 。

(3) 固體物料被反應器外的高效旋風分離器和除塵器收集，再回送至反應塔，使脫除劑 反復循環，在反應器內的停留時間延長，從而提高了脫除劑的利用率，降低了運行成本。

(4) 通過向反應器內噴水，使煙氣溫度降至接近水蒸汽分壓下的飽和溫度，提高脫硫效率。

(5) 反應器不易腐蝕、磨損。

(6) 系統中的粉煤灰對脫硫反應有催化作用。

該技術已經在國家電站燃燒工程技術研究中心和清華大學煤的清潔燃燒技術國家重點實驗室分別建立了煙氣循環流化床脫硫熱態試驗裝置，為干式循環流化床煙氣脫硫技術開發提供了新的理論依據與基礎數據。并且2000年底，該項技術已成功應用于清華大學試驗電廠的煙氣脫硫工程[14]。

目前對現有的機組進行煙氣脫硫技術改造方面投入了大量的精力，正在多個領域展開研究工作，其中在干法煙氣脫硫方面研究較多的是循環流化床煙氣脫硫技術及電子射線輻射法煙氣脫硫技術，電暈法煙氣脫硫技術目前研究的也較多。煙道氣脫硫技術最顯著改造之一是吸收器規格的增大，采用單個吸收器，據報道安裝一臺脫硫裝置可服務于兩臺大型鍋爐的煙氣脫硫裝置，以這種方式增大設備規格，大大降低了投資成本。研究與開發出一種新的煙氣脫硫裝置是煙氣脫硫技術的發展趨勢之一。其研發方向為SO2脫硫率高、可靠性強、輔助耗電低、采用單個吸收器、副產品可售或可利用，為保障這些技術要求，應該在脫硫技術的工藝、設備和材料方面進行進一步研究。

本文在資料的搜集和寫作等各方面承蒙宋長友老師的悉心指導和各方面的幫助，使本論文能夠順利的完成，在此表示衷心的感謝，對魏利擯、羅勝鐵等老師在資料的搜集過程中給予的幫助表示感謝，對同組的崔月、徐倩、劉立宅在資料搜集過程中的密切配合表示感謝。

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