一种新型燃煤烟气环保综合装置.doc

一种新型燃煤烟气脱硫、脱硝、脱碳、脱除金属粒子的除尘净化装置 《燃煤烟气的脱硫、脱硝、脱碳、除尘净化一体化装置》 摘 要： 燃煤烟气的污染与危害大家都很清除，治理燃煤烟气的技术在不断发展，层 出不穷，由单纯的除尘到烟气脱硫脱硝净化的要求也越来越高。我国目前的脱硫 脱硝烟气净化技术大多由国外引进，其设计思想是：首先把烟气中烟尘清除干净，再分步进行脱硫、脱硝以及脱汞。脱硫的最终产物是硫酸钙（俗称石膏），脱硝的最终产品是硝酸铵（氮肥），脱汞的产品是金属汞。这一思路设计的技术路线等于在一套燃煤发电机组的后面附加一个小型化工厂，一次性投资非常高，还有一套特别庞杂的设施，需要一批专门培训的技术人员来操作，其运行成本往往是其回收产品价值的数倍，设备维修比较繁重，再加上大量耗水耗电，以及废水的二次污染和后处理问题等等，给企业带来很多纠结与无奈，所以，要求既能脱硫脱硝，又能脱碳除尘的一体化净化装置呼声越来越高。但是，目前国内研究一体化净化装置的人很多，但成熟的方案与技术很少。本文着重讨论一体化烟气净化技术和一种可行的低成本方案，供大家一起来探讨。 我们的设计思想是：利用干法和湿法高效脱硫、脱硝、脱碳剂相配合，将燃 煤烟气所产生的气态污染物SOx、NOx、COx及烟尘在一体化净化装置中，通过吸收净化剂的吸收，转化至液相中去，化合成新的、稳定的和难以溶解沉淀物，或通过絮凝沉淀再转化成固态物质，利用自动刮泥机将其清除出一体化净化装置，而使对环境造成污染，危害人类健康的气态污染物，转化成危害最小化的固态物质，可以和煤渣一起抛弃由微生物来降解，也可以回收利用再加工成肥料或建筑材料。不但节约了庞大的一次性投资，节约了大量材料和维修费用，也节省了大量人力和人员工资。本装置没有废水排放，不用担心废水的二次污染，运行成本较上述分步净化方案低得多。所设计的高效脱硫、脱硝、脱碳、除尘和脱除重金属离子的一体化净化装置，是一个集旋风净化原理、冲击净化原理、喷淋净化原理、水膜净化原理和絮凝沉淀净化原理为一体的净化装置，是一个集干法与湿法吸收净化剂相配合的烟气净化新方法，需要选取高效的、成本低廉的脱硫、脱硝、脱碳吸收净化剂与之相配合，才能起到事半功倍的效果。 前 言： 当前我国的能源结构仍然是以煤炭为主，占70%左右，我们知道，燃煤烟气的排放是造成大气污染，乃至形成酸雨和雾霾天气的主要元凶之一。因为煤炭是远古植物遗骸，在隔绝空气的地层下，在压力和温度共同作用下而产生的碳化化石矿物，主要由碳、氢、氧、氮、硫及一些土质金属氧化物质组成。煤炭作为化石矿物没有被人们开采利用之前相对稳定，不会对大气产生污染，但被人们当作能源加以利用时，就会向大气排放含有大量污染物和烟尘的有害气体，对人类赖以生存的环境造成污染，对人类的健康造成危害。所以，治理燃煤烟气的排放物，人们已进行了上百年的努力，发明了如旋风除尘、喷淋净化、冲击净化、水膜净化等多种除尘净化方法和装置。西方工业化国家较早进入普遍采用烟气的除尘加脱硫、脱硝联合净化装置，极大地减轻了燃煤烟气排放的危害，目前又在进行减少二氧化碳等温室气体排放的研究，推动了烟气治理技术的发展。 我国，随着工业化进程高速发展，对能源的需求突飞猛进，以往很少发生雾霾天气的城市，近几年迅速增多，深度治理烟气的排放，已迫在眉睫，现国家实行了更严格的燃煤烟气排放标准，以往的除尘净化技术已跟不上形势发展的需要，更应与时共进，跨上一个新台阶。我国近些年，虽然从西方工业化国家引进了一些烟气脱硫、脱硝技术，在大型化燃煤设施上进行了应用，这样的设施等于是一个发电厂里又额外增加一个小型化工厂，不但建设成本增加，运行成本也大幅提高，由于设施的增加，加大了投入与消耗，还需配专门培训的操作人员，对工作人员要求很高，其回收产品利用价值却很低，销路更是问题。对于大型设施来说也许还能承受得起，而对于中、小燃煤装置来说，一般难以承受，由于运行成本和消耗增加，往往其成本是回收产品价值的数倍，这也是较难推广的原因之一。那么，能不能找到一种建设成本相对不高，运行成本又较低的即适用于大型燃煤装置，又适用于中、小燃煤锅炉，既能脱硫脱硝、又能脱碳除尘兼备的一体化处理设施呢？这正是本文就要探讨的问题。笔者在此抛砖引玉，如有错误及不当之处，还请读者多多指教。 问题的提出 酸雨的形成 酸雨的形成是大气中的SOx、NOx、COx和水蒸气结合在一起，而形成的酸性雨水，虽然大自然中也有形成酸雨的因素（如火山爆发等），但其贡献率较低，科学研究，酸雨的形成主要是人类燃烧化学矿物质的排放物所致，当然也包括石油、天然气的燃烧以及汽车尾气的排放，但其主要来源还是燃煤烟气排放所造成的。其化学反应式如下： SOx + H2O --→ H2SO4 （硫酸） NOx + H