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烟气循环流化床技术传统的烟气循环流化床(CFB)脱硫脱硝工艺是由Lurgi GmbH公司开发。虽然脱除工艺是在循环流化床体内完成的,但实质还是分开进行,氢氧化钙吸收剂不能既脱硫又脱硝。针对这些问题,华北电力大学环境学院赵毅等人发明了一种“富氧型高活性吸收剂”,并已申请了 。该吸收剂采用粉煤灰、消石灰和添加剂等原料制成,然后将吸收剂放入具有独特内、外循环结构的烟气循环流化床进行脱硫脱硝研究,其工艺流程如图7所示。吸收剂与烟气中的SO2反应生成 CaSO3 和 CaSO4,与 NOx 反应生成 Ca(NO3)2 ,与单质汞(Hg)反应生成 HgCl2或HgO,并被固体颗粒吸附,从而达到同时脱除烟气中硫氧化物、氮氧化物和汞的目的。实验证明,当钙硫比Ca/(S+N)对SO2的脱除率在90%以上,NOx的脱除率在60%以上。
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氢氧化钙为微细的白色粉末,无臭,味稍苦。置于空气中易吸收二氧化碳而变成碳酸钙。湿法FGD工艺世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史,经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料,全美火电厂采用湿式脱硫装置中,湿式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,两法共占87%;双碱法占4.1%,碳酸钠法占3.1%。世界各国(如德国、日本等),在大型火电厂中,90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。石灰或石灰石法主要的化学反应机理为:石灰法:SO2+CaO+1/2H2O→CaSO31/2H2O石灰石法:SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO31/2H2O+CO2其主要优点是能广泛地进行商品化开发,且其吸收剂的资源丰富,成本低廉,废渣既可抛弃,也可作为商品石膏回收。目前,石灰/石灰石法是世界上应用多的一种FGD工艺,对高硫煤,脱硫率可在90%以上,对低硫煤,脱硫率可在95%以上。
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本世纪60年代末70年代初,炉内喷固氢氧化钙硫剂脱硫技术的研究工作已开展,但由于氢氧化钙脱硫效率低于10%~30%,既不能与湿法FGD相比,也难以满足高达90%的脱除率要求。一度被冷落。但在1981年美国 环保局EPA研究了炉内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术,简称LIMB,并取得了一些经验。Ca/S在2以上时,用石灰石或消石灰作吸收剂,脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说,只要能满足环保要求,不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷氢氧化钙脱硫工艺简单,投资费用低,特别适用于老厂的改造。(2) LIFAC烟气脱硫工艺LIFAC工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉,并在锅炉空气预热器后增设活化反应器,用以脱除烟气中的SO2。
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