煙氣脫硫脫硝技術(shù)技術(shù)報(bào)告BOB

1、煙氣脫硫脫硝技術(shù)技術(shù)報(bào)告1. 煙氣脫硫脫硝技術(shù)背景1.1 煙氣脫硫脫硝技術(shù)介紹中文名稱(chēng)：煙氣脫硝 英文名稱(chēng)：De-NOx (Denitration) 定義：燃燒煙氣中去除氮氧化物的過(guò)程 1.2 煙氣脫硫脫硝技術(shù)推廣意義在我國(guó)一次能源構(gòu)成和消費(fèi)中，煤炭所占的比例高達(dá) 70%，其中燃煤電廠(chǎng)又是我國(guó)耗煤和二氧化硫及氮氧化物排放的大戶(hù)。因此控制燃煤電廠(chǎng)排放的二氧化硫及氮氧化物，是目前我國(guó)大氣污染控制領(lǐng)域最為緊迫的任務(wù)之一.占煤炭產(chǎn)量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生嚴(yán)重污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導(dǎo)致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時(shí)在一定條件下還可破壞臭氧層以及產(chǎn)生光化學(xué)

2、煙霧等，倫敦正是由于光化學(xué)煙霧的原因，整天被霧所籠罩著，所以才會(huì)有霧都之稱(chēng)?？傊济寒a(chǎn)生的煙氣是造成中國(guó)生態(tài)環(huán)境破壞的最大污染源之一。 中國(guó)的能源消費(fèi)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(guó)總排放量的87%。中國(guó)煤炭一年的產(chǎn)量和消費(fèi)高達(dá)12億噸，SO2的年排放量為2000多噸，預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)煤炭量將達(dá)18億噸，如果不采用控制措施，SO2的排放量將達(dá)到3300萬(wàn)噸。據(jù)估算，每削減1萬(wàn)噸SO2的費(fèi)用大約在1億元左右，到2010年，要保持中國(guó)目前的SO2排放量，投資接近1千億元，如果想進(jìn)一步降低排放量，投資將更大。為此1995年國(guó)家頒布了新的大氣污染防治

3、法，并劃定了SO2污染控制區(qū)及酸雨控制區(qū)。各地對(duì)SO2的排放控制越來(lái)越嚴(yán)格，并且開(kāi)始實(shí)行SO2排放收費(fèi)制度。 隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，減少污染源、凈化大氣、保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境的問(wèn)題正在被億萬(wàn)人們所關(guān)心和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當(dāng)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(guó)家的合理規(guī)劃，更需要適合中國(guó)國(guó)情的低費(fèi)用、低耗本的脫硫技術(shù)。 1.3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展歷程我國(guó)應(yīng)用于火電廠(chǎng)脫硫的主導(dǎo)工藝技術(shù)基本上是從國(guó)外引進(jìn)的成熟技術(shù)。全國(guó)有 20 多個(gè)環(huán)保企業(yè)先后引進(jìn)了日本、德國(guó)、美國(guó)、挪威、意大利、奧地利、丹麥等國(guó)家的煙氣脫硫技術(shù)。 在技術(shù)引進(jìn)的同時(shí)，一部分有實(shí)力的企業(yè)開(kāi)始

4、走上技術(shù)消化吸收的創(chuàng)業(yè)道路，所開(kāi)發(fā)的一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已在脫硫工程應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到 2007 年底，全國(guó)已有約 50%的 火電機(jī)組安裝了煙氣脫硫裝置，主要采用的是石灰石石膏法脫硫工藝。其他脫硫工藝，如： 氣循環(huán)流化床法、海水脫硫法等工藝雖在脫硫工程中也有應(yīng)用，但其數(shù)量與規(guī)模十分有限， 難以滿(mǎn)足火電廠(chǎng)因地制宜、因爐制宜、因煤制宜選擇脫硫工藝的需要。 脫硫工程是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，配套設(shè)備種類(lèi)繁多，目前除 600 MW 及以上機(jī)組配套的大 型除霧器、脫硫噴嘴、煙氣擋板部分泵、閥等外，其它設(shè)備基本均可立足于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造。國(guó)產(chǎn)化需求帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，新的產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成。同

5、時(shí)，還建立了適用于 1 000 MW 及以下機(jī)組的數(shù)字模擬和物理模型的試驗(yàn)平臺(tái)，鍛煉和形成了一支專(zhuān)門(mén)從事脫硫工程產(chǎn)業(yè)化的隊(duì)伍。目前已具備了承接 1 000 MW 大型火電機(jī)組脫硫工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及 總承包能力。我國(guó)電力行業(yè)氮氧化物的排放量也十分巨大，據(jù)測(cè)算，截止至 2007 年底，電力行業(yè)的氮 氧化物排放量已達(dá)到 840 萬(wàn) t 左右。 2003 年修訂頒布的火電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223- 2003)對(duì)氮氧化物排放提出了明確要求，五大發(fā)電鍋爐生產(chǎn)公司生產(chǎn)的機(jī)組基本上均已配備了低氮氧化物燃燒技術(shù)，可使氮氧化物的排放量得到適度控制。為了滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，國(guó)內(nèi)10 多家環(huán)保工程公司分

6、別引進(jìn)了美國(guó) B&W 公司、丹麥托普索公司、德國(guó)魯奇和 FBE 公司、日本三菱和日立公司、意大利 TKC 公司等的煙氣脫硝技術(shù)。在借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，尋求和開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的高效率的脫硝技術(shù)已引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)和單位的關(guān)注和重視。 脫硫脫硝一體化技術(shù)、選擇性催化還原脫硝技術(shù)的研發(fā)已列為國(guó)家863高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā) 展計(jì)劃，并組織開(kāi)展了我國(guó)火電廠(chǎng)氮氧化物排放控制技術(shù)方案研究。另?yè)?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2007 年底全國(guó)已有 34 家電廠(chǎng)的 74 臺(tái)機(jī)組已建成和正在建設(shè)以選擇性催化還原煙氣脫硝為主 導(dǎo)技術(shù)的煙氣脫硝裝置。上述任務(wù)的完成必將使我國(guó)火電廠(chǎng)氮氧化物控制步入一個(gè)新的高度1.4 政策扶持國(guó)務(wù)院辦

7、公廳發(fā)布“裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃實(shí)施細(xì)則”，本次振興規(guī)劃實(shí)施細(xì)則新增提出了對(duì)發(fā)展環(huán)保設(shè)備的鼓勵(lì)和支持，關(guān)于裝備制造業(yè)的振興，確將污水污泥處理設(shè)備、脫硝脫硫設(shè)備等環(huán)保設(shè)備制造行業(yè)納入。本次規(guī)劃實(shí)施細(xì)則的政策措施有十條，旨在鼓勵(lì)和發(fā)展相關(guān)行業(yè)，分別是：(一)發(fā)揮增值稅轉(zhuǎn)型政策的作用。 (二)加強(qiáng)投資項(xiàng)目的設(shè)備采購(gòu)管理。 (三)鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)首臺(tái) (套)裝備。(四)加大技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造投資力度。 (五)支持裝備產(chǎn)品出口。 (六)調(diào)整稅收優(yōu)惠政策。 (七)推進(jìn)企業(yè)兼并重組。 (八)落實(shí)節(jié)能產(chǎn)品補(bǔ)貼和農(nóng)機(jī)具購(gòu)置補(bǔ)貼政策。 (九)建立產(chǎn)業(yè)信息披露制度。 (十)支持產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)建設(shè)。上述十條中，

8、數(shù)條都將對(duì)煙氣脫硫脫硝行業(yè)構(gòu)成利好。例如第一條和第六條的有關(guān)稅收的優(yōu)惠政策。而第八條節(jié)能產(chǎn)品補(bǔ)貼則對(duì)脫硫脫硝將產(chǎn)生直接的推動(dòng)。這在已經(jīng)實(shí)施的脫硫上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼中已經(jīng)得到驗(yàn)證，發(fā)電企業(yè)安裝脫硫設(shè)備的進(jìn)度在脫硫電價(jià)補(bǔ)貼的情況下會(huì)大大加快。由于在本次規(guī)劃中明確提出了要鼓勵(lì)脫硫脫硝設(shè)備，而目前煙氣脫硝行業(yè)在國(guó)內(nèi)基本屬于空白，因此當(dāng)脫硝行業(yè)市場(chǎng)啟動(dòng)后使大氣治理設(shè)備行業(yè)將產(chǎn)生巨大的業(yè)績(jī)提升空間。第三，近日環(huán)保部的文件顯示，脫硝行業(yè)啟動(dòng)有望快于市場(chǎng)預(yù)期，結(jié)合今日環(huán)保部發(fā)布的文件，我們認(rèn)為煙氣脫硝行業(yè)的啟動(dòng)有望加速。 2009年 3月 23日，環(huán)保部曾印發(fā) 2009-2010年全國(guó)污染防治工作要點(diǎn)，其中表示：要

9、全面開(kāi)展氮氧化物污染防治。以火電行業(yè)為重點(diǎn)，開(kāi)展工業(yè)氮氧化物污染防治。在京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)，新建火電廠(chǎng)必須同步建設(shè)脫硝裝置， 2015年年底前，現(xiàn)役機(jī)組全部完成脫硝改造。研究扶持政策，提高氮氧化物污染防治技術(shù)水平。2. 主要技術(shù)介紹2.1、磷銨肥法（PAFP）煙氣脫硫技術(shù) 磷銨肥法（Phosphate Ammoniate Fertilizer Process，簡(jiǎn)稱(chēng)PAFP），是我校和四川省環(huán)科院、西安熱工所、大連物化所等單位共同研究開(kāi)發(fā)的煙氣脫硫新工藝（國(guó)家“七五”（214）項(xiàng)目新技術(shù)083號(hào)）。其脫硫率95，脫硫副產(chǎn)品為氮硫復(fù)合肥料。此技術(shù)的特點(diǎn)是將煙氣中的SO2脫除并針對(duì)我國(guó)硫資源

10、短缺的現(xiàn)狀， 回收SO2取代硫酸生產(chǎn)肥料，在解決污染的同時(shí)，又綜合利用硫資源，是一項(xiàng)化害為利的煙氣脫硫新方法。 而且該技術(shù)已于1991年通過(guò)國(guó)家環(huán)保局組織的正式鑒定，獲國(guó)家“七五”攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)，四川省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。2、活性炭纖維法（ACFP）煙氣脫硫技術(shù) 活性炭纖維法（Activated Carbon Fiber Process，簡(jiǎn)稱(chēng)ACFP）煙氣脫硫技術(shù)是采用新材料脫硫活性炭纖維催化劑（DSACF）脫除煙氣中SO2并回收利用硫資源生產(chǎn)硫酸或硫酸鹽的 一項(xiàng)新型脫硫技術(shù)。該技術(shù)脫硫率可達(dá)95以上，單位脫硫劑處理能力會(huì)高于活性炭脫硫一個(gè)數(shù)量級(jí)以上（一般GAC處理能力為102Nm3/h

11、.t， 而ACF可達(dá)104Nm3/h.t）。由于工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單。投資和運(yùn)行成本低，且能在消除SO2污染同時(shí)回收利用硫資源,因而可在電廠(chǎng)鍋爐煙氣、有色冶煉煙氣、鋼鐵廠(chǎng)燒結(jié)煙氣及各種大中型工業(yè)鍋爐的煙氣SO2污染控制中采用,改善目前煙氣脫硫技術(shù)裝置“勉強(qiáng)上得起，但運(yùn)行不起”的狀況。該煙氣脫硫技術(shù)按10萬(wàn)KW機(jī)組鍋爐機(jī)組煙氣計(jì)，裝置投資費(fèi)用3500萬(wàn)，年產(chǎn)硫酸3萬(wàn)4萬(wàn)噸。僅用于全國(guó)高硫煤電廠(chǎng)脫硫每年約可減少SO2排放240萬(wàn)噸，副產(chǎn)硫酸360萬(wàn)噸，產(chǎn)值可達(dá)數(shù)十億元。該技術(shù)已獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，并已列入國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目指南。3、軟錳礦法煙氣脫硫資源化技術(shù) MnO2是一種良好的脫硫劑。

12、在水溶液中，MnO2與SO2發(fā)生氧化還原發(fā)應(yīng),生成了MnSO4。軟錳礦法煙氣脫硫正是利用這一原理，采用軟錳礦漿作為吸收劑，氣液固湍動(dòng)劇烈,礦漿與含SO2煙氣充分接觸吸收，生成副產(chǎn)品工業(yè)硫酸錳。該工藝的脫硫率可達(dá)90，錳礦浸出率為80，產(chǎn)品硫酸錳達(dá)到工業(yè)硫酸錳要求（GB162286）。常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳方法是：軟錳礦粉與硫酸和硫精沙混合反應(yīng)，產(chǎn)品凈化得到工業(yè)硫酸錳。由于我國(guó)軟錳礦品位不高，硫酸耗量增大，成本上升。該法與常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳相比是，不用硫酸和硫精沙，溶液雜質(zhì)也降低，原料成本和工藝成本都有降低，比常規(guī)生產(chǎn)工業(yè)硫酸錳方法節(jié)約成本25以上， 加之國(guó)家對(duì)環(huán)保產(chǎn)品在稅收上的優(yōu)惠，競(jìng)爭(zhēng)力將大大提

13、高。該工藝原料軟錳礦價(jià)廉， 大約200300元/噸，估計(jì)5年左右可收回投資。該工藝不但治理了工業(yè)廢氣，處理了制酸廢水,并且回收了硫酸錳產(chǎn)品，具有明顯的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。4、電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)電子束氨法煙氣脫硫脫硝工業(yè)化技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)CAEBEPS技術(shù)），充分挖掘電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術(shù)的潛力，結(jié)合中國(guó)具體國(guó)情，具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、可靠性高等獨(dú)有的特點(diǎn)，居國(guó)際先進(jìn)水平。CAEBEPS技術(shù)是利用高能電子束（0.81MeV）輻照煙氣，將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化成硫酸銨和硝酸銨的一種煙氣脫硫脫硝技術(shù)。該技術(shù)的工業(yè)裝置一般采用煙氣降溫增濕、加氨、電子束輻照和副產(chǎn)物收集的工

14、藝流程。除塵凈化后的煙氣通過(guò)冷卻塔調(diào)節(jié)煙氣的溫度和濕度（降低溫度、增加含水量），然后流經(jīng)反應(yīng)器。在反應(yīng)器中，煙氣被電子束輻照產(chǎn)生多種活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)氧化煙氣中的SO2和NOx，形成相應(yīng)的酸。它們同在反應(yīng)器煙氣上游噴入的氨反應(yīng)，生成硫酸氨和硝酸氨微粒。副產(chǎn)物收集裝置收集產(chǎn)生的硫酸氨和硝酸氨微粒，可作為農(nóng)用肥料和工業(yè)原料使用。5、脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫脫硝技術(shù) 脈沖電源產(chǎn)生的高電壓脈沖加在反應(yīng)器電極上，在反應(yīng)器電極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，部分煙氣分子電離，電離出的電子在強(qiáng)電場(chǎng)的加速下獲得能量，成為高能電子(520eV)，高能電子則可以激活、裂解、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生OH、O、

15、HO2等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里，煙氣中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3、NO2，與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情況下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的氣溶膠，再由收塵器收集。脈沖電暈放電煙氣脫硫脫硝反應(yīng)器的電場(chǎng)本身同時(shí)具有除塵功能。具有裝置簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、有害污染物清除徹底、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。燃煤電廠(chǎng)、化工、冶金、建材等行業(yè)產(chǎn)生的含二氧化硫和氮氧化物的煙氣。6、石灰石/石膏濕法 該方法是世界上最成熟的煙氣脫硫技術(shù)，采用石灰或石灰石乳濁液吸收煙氣中的SO2，生成半水亞硫酸鈣或石膏。優(yōu)點(diǎn)：(1)脫硫效率高(有的裝

16、置Ca/S=1時(shí)，脫硫效率大于90%)；(2)吸收劑利用率高，可達(dá)90%；(3)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高(可達(dá)90%以上)。缺點(diǎn)：成本較高、副產(chǎn)物產(chǎn)生二次污染等。7、“MN法”煙氣脫硫技術(shù) 該技術(shù)采用新型脫硫劑MN進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫效率高于95，吸收劑再生容易，損失率小，無(wú)阻塞現(xiàn)象，在脫硫過(guò)程種再生可回收利用，投資和運(yùn)行費(fèi)用低于類(lèi)似的“WL”法脫硫技術(shù)。8、“檸檬酸鹽法”煙氣脫硫技術(shù) 該法采用檸檬酸進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫效率高于90，由于采用添加劑，吸收劑再生容易，SO2可回收利用，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低。9、催化氧化法煙氣脫硫技術(shù) 該法采用適用低濃度的新型催化劑，通過(guò)催化氧化，在脫硫過(guò)程中，將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸，

17、其脫硫效率高于90%,產(chǎn)品有市場(chǎng)，以國(guó)內(nèi)有關(guān)研究為基礎(chǔ)，通過(guò)與國(guó)外合作研究、國(guó)內(nèi)留學(xué)基金資助，其技術(shù)正逐步成熟，有望成為一種有競(jìng)爭(zhēng)力的新型煙氣脫硫技術(shù)。10、造紙黑液煙氣脫硫技術(shù) 該技術(shù)利用造紙黑液脫除煙氣中SO2，既治理了SO2煙氣污染又使造紙黑液得以處理，并同時(shí)回收生產(chǎn)木質(zhì)素。11、煙氣除塵脫硫一體化技術(shù) 以堿性液體（石灰、石灰石、其他堿液廢液）為吸收劑，在一結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全的裝置中去除煙氣中SO2，脫硫效率5095，除塵效率90，投資省，運(yùn)行費(fèi)低，占地面積小，阻力小，適用于35t/h以下鍋爐使用。12、微生物煙氣脫硫技術(shù)研究 利用微生物作用，將千代田法脫硫的低價(jià)鐵氧化為高價(jià)鐵，循環(huán)使用

18、，脫硫與尾液處理并用。脫硫率90%，在常溫常壓下，效率優(yōu)于千代田法,為國(guó)家自然科學(xué)基金。13、等離子法煙氣脫硫技術(shù) 煙氣SO2中在高壓脈沖電壓作用下，與加入的NH3反應(yīng)生成(NH4)2SO4,脫硫效率大于90，已完成400m3/h的實(shí)際燃煤煙氣試驗(yàn)。該法為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目。14、磷酸鹽法煙氣脫硫技術(shù) 該法在對(duì)幾十種磷酸鹽進(jìn)行煙氣脫硫試驗(yàn)基礎(chǔ)上，優(yōu)選出一些我國(guó)較為豐富價(jià)廉的磷酸鹽作為脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫,其脫硫率高，價(jià)廉的磷酸鹽經(jīng)過(guò)脫硫升值較高。如磷礦石脫硫除鎂新工藝。其脫硫率高達(dá)90，還得到副產(chǎn)品MgSO4,具有較好的市場(chǎng)前景。15、絡(luò)合鐵法煙氣脫硫技術(shù) 該法由我校和美國(guó)勞倫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作研究，并獲國(guó)家回國(guó)人員資金資助，有關(guān)研究表明，采用絡(luò)合鐵法煙氣脫硫，脫硫效率可達(dá)90以上，硫可回收利用，脫硫劑再生容易，損失率低。2.2我國(guó)已建，在建的火電煙氣脫硫脫硝項(xiàng)目根據(jù)前文分析，我們認(rèn)為脫硝行業(yè)的進(jìn)入壁壘較大。雖然推動(dòng)脫硝行業(yè)啟動(dòng)的可供操作的政策細(xì)則尚未出臺(tái)，但由于已經(jīng)可以預(yù)期，在資本市場(chǎng)選股時(shí)可以考慮提前布局。2.3主要脫硫企業(yè)研發(fā)能力比較2.4 主要問(wèn)題和開(kāi)發(fā)重點(diǎn) 我國(guó)的脫硫技術(shù)在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上，已進(jìn)入消化吸收再創(chuàng)新階段，總體上達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，但脫硫技術(shù)較為單一，石灰石石膏法占在建和已建脫硫項(xiàng)目的90%以上，對(duì)其脫硫副產(chǎn)物石膏的處置及綜合利用