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主要大氣污染物控制技術(shù)

  
評論: 更新日期:2011年08月24日

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  目前控制燃燒生成的SO2,主要方法有:燃料脫硫,燃燒過程中脫硫或煙氣脫硫。

  1.燃料脫硫

 ?。?)煤炭的洗選:廣泛采用的工藝主要是重力分選法,分選后原煤合硫量降低40—90%。凈化效率取決于煤中無機和有機硫的含量。其他正在研究的脫硫方法有浮選法、氧化脫硫法、化學(xué)浸出法、化學(xué)破碎法、細(xì)菌脫硫法等多種方法,但尚無工業(yè)實用的價值。

  (2)煤炭的轉(zhuǎn)化:主要是煤的氣化或液化,即對煤進行脫碳或加氫改變其原有的碳?xì)浔?,將煤料變成清潔的二次燃料?/p>

  煤氣主要是氫、一氧化碳和甲烷等可燃混合氣。煤氣中的硫主要以H2S形式存在,可用濕法脫除大部分H2S,再用干法除去其余部分。

  煤的液化方法分為二類:直接法(如SRC-Ⅱ法);間接法(如魯齊氣化-弗-托合成法)。因方法工藝耗水量大,廢水污染嚴(yán)重,成本較高等因素影響該方法的普及。

 ?。?)重油脫硫:常用的脫硫方法是在鉬、鈷和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下,通過高壓加氫反應(yīng)、切斷C—S的化合鍵,以氫置換出碳,同時氫與硫作用形成硫化氫,從重油中分離出來而除去。目前發(fā)展了直接脫硫和間接脫硫兩種工藝。

  直接脫硫是選用抗中毒性能較好的催化劑,將重油直接引入裝有催化劑的反應(yīng)塔加氫脫硫。這種方法效果好,可使脫硫重油含硫量下降到1%;間接脫硫,是先將重油減壓蒸餾,分成餾出油和殘油。單獨將餾出油進行高壓加氫脫硫,然后與殘油相混合;或以液化丙烷(或丁烷)作溶劑,對殘油進行處理,分離出瀝青后,再與餾出油混合進行加氫處理。

  2.燃燒脫硫:煙氣中SO2濃度一般低于0.5%,給脫硫技術(shù)帶來不少困難,合理地選擇煙氣脫硫工藝必須考慮環(huán)境、經(jīng)濟、社會等多種因素。煙氣脫硫方法一般可分為濕法和干法兩大類。

 ?。?)石灰/石灰石洗滌:煙氣由含亞硫酸鈣和硫酸鈣的石灰/石灰石漿液洗滌,SO2與漿液中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鹽和硫酸鹽。漿液中的固體(包括燃煤飛灰)連續(xù)地從漿液中分離出來。

 ?。?)氨法:以氨作SO2吸收劑,與其他堿類相比,氨可以保留在吸收產(chǎn)物中制成含氮肥料。以氨溶液吸收SO2時,其化學(xué)反應(yīng)迅速,質(zhì)量傳遞主要受氣相阻力控制,吸收效率可達(dá)90%以上。

 ?。?)噴霧干燥吸收法煙氣脫硫:當(dāng)SO2被霧化了的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液吸收,同時,溫度較高的煙氣使液滴干燥脫水,形成干固體廢物。干廢物(由亞硫酸鹽、硫酸鹽、未反應(yīng)的吸收劑和飛灰組成)由袋式除塵器或電除塵器捕集,這是目前唯一工業(yè)化的干法煙氣脫硫技術(shù),并逐漸替代傳統(tǒng)的濕式洗滌器。

  3.流化床燃燒脫硫:流化床燃燒本質(zhì)上是一種低溫燃燒過程,爐內(nèi)存有局部還原氣氛,因而NOx的發(fā)生量減少,常用的脫硫劑系石灰石或白云石。將它們粉碎成與煤同樣的粒度即粒徑在2mm左右,與煤同時加入爐內(nèi),在1073—1173K下燃燒,石灰石受熱分解析出CO2,形成多孔的氧化鈣并進而與SO2作用,生成硫酸鹽,以達(dá)到固硫的目的。目前流化床燃燒脫硫技術(shù)只適用于中小容量的工業(yè)鍋爐和爐窯。

  4.低濃度SO2的吸附凈化:一般采用活性炭作吸附劑。當(dāng)煙氣中含有足量的水蒸氣和氧時,SO2伴隨著發(fā)生化學(xué)吸附,在活性炭表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng),SO2氧化成SO3,并與H2O反應(yīng)生成稀硫酸。用金屬鹽浸漬吸附劑可以增加對SO2的吸著率。這種方法的脫硫率可達(dá)90 %。

  (三)汽車尾氣的催化凈化

  近年來,城市建設(shè)和交通事業(yè)發(fā)展很快,汽車尾氣對城市大氣的污染日趨嚴(yán)重,凈化汽車尾氣已成為一些城市保護大氣環(huán)境的重要課題。

  汽車尾氣中主要含烴類、CO和NOx等有害物質(zhì),前兩種是燃料不完全燃燒所產(chǎn)生,NOx則是由汽缸中的高溫條件所造成的,在汽車發(fā)動過程中排放的這些成分造成環(huán)境污染。催化轉(zhuǎn)化法,因其反應(yīng)快,設(shè)備體積小,污染物可直接轉(zhuǎn)化為無害物,加上發(fā)動機排氣具有足夠高的溫度,適用于汽車尾氣凈化。

  汽車尾氣的完全催化轉(zhuǎn)化一般是分兩步完成的:一步是催化還原NOx另一步是催化氧化CH和CO。為了不外加還原劑,一般將還原NOx作為第一步,即利用尾氣中的CO和CHx作還原劑,并通過調(diào)整空燃比造成良好的還原氣氛,凈化NOx,同時也除去一部分CO和CHx,剩下CO和CH在第二步中被催化燃燒,以達(dá)到尾氣凈化的作用。目前已發(fā)展應(yīng)用所謂三效催化劑,能同時完成對CH、CO和NOx的凈化,在嚴(yán)格控制空燃比的前提下,可達(dá)到較高的凈化效率。目前,這種方法已付諸實施。

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