絡(luò)合吸收雙脫工藝
字號:小|中|大
文章出處:責(zé)任編輯:作者:人氣:9發(fā)表時間:2016-01-19 09:56:00
氮氧化物廢氣處理傳統(tǒng)的濕式脫硫工藝能脫除90%~95%的SO2,但要同時脫硝則因NO在水中的溶解度甚低而難以達到。絡(luò)合吸收法即是利用一些金屬螯合劑能與溶解的NO迅速發(fā)生反應(yīng),促進NOX的溶解吸收作用。 美國Argonne國家實驗室在濕式洗滌工藝中使用鐵螯合劑作為添加劑。因為它能快速地與溶劑的NO作用發(fā)生復(fù)雜的絡(luò)合物,該配位NO能與亞硫酸根和亞硫酸氫根離子反應(yīng),釋放出鐵螯合劑再與NO反應(yīng)。這種最佳的協(xié)同作用意味著無需對Fe(Ⅱ)RDTA進行單獨的再生過程。然而添加劑中鐵離子的氧化會使二價鐵失去活性。氧化作用一是直接與溶解氧發(fā)生反應(yīng),二是與從絡(luò)合物中分解出來的官能團發(fā)生反應(yīng)。這時如果加入抗氧化劑或還原劑,能對亞鐵離子氧化起到抑制作用。結(jié)果是在不影響SO2脫除的同時脫硝率可達到50%。在此基礎(chǔ)上,于1993年,開發(fā)出利用濕式洗滌系統(tǒng)絡(luò)合吸收雙脫工藝,在美國能源部資助下首先進行中試,采用含6%的MgO增強石灰添加Fe(Ⅱ)RDTA,試驗取得成功,脫硝率和脫硫率分別達到60%和99%。 1、Fe2+-EDTA-Na2SO3絡(luò)合法 Fe2+-EDTA-Na2SO3體系絡(luò)合處理以NO為主的煙氣,該絡(luò)合法吸收法存在的主要問題是為回收NOX必須選用不使Fe2+氧化的惰性氣體將NOX吹出;Fe2+總難免會氧化成Fe3+,用電解還原法和鐵粉還原法再生Fe2+,將使工藝流程復(fù)雜和費用增加。另一個不足是絡(luò)合反應(yīng)速度較慢。 濕式FGD加金屬螯合劑工藝是在堿性或中性溶液中加入亞鐵離子形成氨基羥酸亞鐵螯合物。這類螯合物吸收NO形成亞硝酸亞鐵螯合物,配位的NO能夠和溶解的SO2和O2反應(yīng)生成N2,N2O、連二硫酸鹽、硫酸鹽以及各種N-S化合物和三價鐵螯合物。該工藝徐聰吸收液中去除連二硫酸鹽、硫酸鹽和N-S化合物,并將三價鐵螯合物還原成亞鐵螯合物,從而使吸收液再生。但是,吸收液的再生工藝十分復(fù)雜,成本很高。 針對這些問題,提出用含-SH基團的亞鐵絡(luò)合物作為吸收液,即半胱氨酸壓鐵溶液雙脫工藝。 2、半胱氨酸亞鐵絡(luò)合法 針對EDTA絡(luò)合法的不足,用含有-SH集團的亞鐵絡(luò)合劑,把半胱氨酸亞鐵溶液作為吸收液,胱氨酸可通過鹽酸水解毛發(fā)制得。研究表明,半胱氨酸亞鐵溶液對煙氣中的NOx吸收能力隨PH值的不同而不同。在堿性條件下,吸收液對NO的脫除率明顯高于中性條件,且PH值為9.0時,NOX的脫除率最高。 半胱氨酸亞鐵溶液吸收NOx的反應(yīng)過程非常復(fù)雜,根據(jù)紅外光譜分析推測,當NO被半胱氨酸亞鐵溶液吸收后,形成一種亞硝酸絡(luò)合物,隨后絡(luò)合的NO被CyS-還原生成N2; 在此過程中,半胱氨酸被氧化成胱氨酸,在適當條件下胱氨酸能被SO2/OH體系還原成半胱氨酸。 由此可見,半胱氨酸亞鐵絡(luò)合法不僅能脫除煙氣中的NOX,而且可以與脫硫系統(tǒng)聯(lián)合運行。 在中性或堿性條件下,半胱氨酸亞鐵以絡(luò)合物Fe(CyS)2為主要存在形式。Fe(CyS)2與NO發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),主要形成二亞硝酰絡(luò)合物,隨后半胱氨酸被氧化成胱氨酸,而吸收的NO被還原成N2。NO脫除率受PH和Fe(CyS)2濃度的影響,但初始NO濃度的影響并不明顯。脫除NO后被氧化生成的胱氨酸,能快速的被煙氣中的SO2還原成半胱氨酸,再生的半胱氨酸可重新用于煙氣的NO吸收,使脫硫脫硝反應(yīng)得以循環(huán)進行。 推薦廢氣處理裝置:活性炭吸附裝置/活性炭吸收塔,廢氣凈化塔/洗滌塔,噴淋塔,酸霧凈化塔。 濕式絡(luò)合吸收法能同時脫除SO2和NOX,目前尚處于試驗研究階段。影響其工業(yè)應(yīng)用的主要障礙是反應(yīng)過程中螯合劑的損失大和再生困難,利用率低,運行費用高。 3、氨洗滌雙脫法 由于NH3是SO2的吸收劑,又是NOX的還原劑,因此,在一定條件下,它應(yīng)具有雙脫功能。在濕式洗滌系統(tǒng)中,有良好的脫硫吸收環(huán)境,但缺乏NOX還原的最適宜條件。不過,由于NH3和亞銨鹽均具有還原作用。在吸收脫硫的過程中,可能會有一部分溶解的NOX與它們發(fā)生反應(yīng),被還原成N2。我國天津堿廠在(6MW)210t/h鍋爐上,采用濕式氨法煙氣脫硫裝置證實了上述推斷,獲得95%的脫硫率和22%的脫銷率。 高能電子束輻照氧化法 這種方法是利用高能電子撞擊煙氣中的H2O、O2等分子,激發(fā)并產(chǎn)生O、OH和O3等強氧化性的自由基團,將SO2氧化成SO3,SO3與H2O生成H2SO4,同時也將NO氧化成NO2,NO2與H2O生成HNO3,生成的酸與噴入的NH3反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨。根據(jù)高能電子的產(chǎn)生方法不同,這類方法又分為電子束輻照法和脈沖電暈等離子體法。 |
|