新型催化法原理:
新型催化法采用炭材料为载体,负载活性催化成分,制备成催化剂,利用烟气中的水分、氧气、SO2和热量,生产一定浓度的硫酸。新型催化法不同于传统的炭法烟气脱硫技术。传统的炭法烟气脱硫是利用活性炭孔隙的吸附作用将烟气中的SO2吸附富集,饱和后加热再生,解析出高浓度的SO2气体,再经过硫酸生产工艺制备硫酸或进一步生产液态SO2。新型催化法技术既具有活性炭的吸附功能,又具有催化剂的催化功能。烟气中的SO2、H2O、O2被吸附在催化剂的孔隙中,在活性组分的催化作用下变为具有活性的分子,同时反应生成H2SO4。催化反应生成的硫酸富集在炭基孔隙内,当脱硫一段时间孔隙能硫酸达到饱和后再生,释放出催化剂的活性位,催化剂的脱硫能力得到恢复。与传统炭法比较,新型催化法脱硫能耗少、脱硫剂损耗小且不必再建一套硫酸生产装置,使工艺流程变短,运行更稳定可靠。
SO2(g)→O2(g)→SO2+O2SO3+H2O
脱硫剂
新型催化法烟气脱硫技术的核心是脱硫剂,脱硫剂生产技术是脱硫中心的自主知识产权。该脱硫剂不同于传统脱硫活性焦、活性炭,它是以炭材料为载体,负载一定活性组分,使其对SO2氧化制酸过程具有催化性。因此,该脱硫剂既有吸附功能,对硫酸有一定储存能力,更重要的是具有催化功能,将脱硫过程变为硫酸生产过程。脱硫剂使用寿命较长,不需持续添加,每年维护即可。主要特点
新型催化法主要有以下技术特点:
1、新型催化法烟气脱硫技术是在传统炭法烟气脱硫技术基础上的升级。采用本技术的项目建成投产后,烟气脱硫效率达到95%以上,工程实践中甚至达到了100%的脱硫效果,完全满足国家和地方相关排放标准要求;2、满足促进企业循环经济发展,实现废物综合利用的原则;
(1)变传统的高开采、高污染、高消耗、低效益的烟气二氧化硫污染治理模式为低消耗、高效益的循环经济型模式
以石灰石—石膏法为代表的传统烟气脱硫技术以石灰石为脱硫剂原料,脱硫的同时需要开采大量石灰石,脱硫副产物石膏以抛弃处理为主(美国脱硫石膏利用率仅7.4%)。按减排1000万吨二氧化硫计,采用石灰石—石膏法,需消耗石灰石约2300万吨,产生脱硫石膏3000万吨以上。而采用新型催化法烟气脱硫技术,与石灰石-石膏法烟气脱硫技术相比,脱硫剂消耗量仅为20万吨,脱硫成本可降低约60亿元,同时可减少二氧化碳排放约700万吨,回收硫资源生产硫酸1500万吨。
(2)变不可再生脱硫剂为可再生、可长期使用的脱硫剂,充分实现废物综合利用,促进企业循环经济发展。
利用丰富的可再生的酒糟、秸秆、食用菌菌渣等替代一次性不可再生的诸如煤、焦油以及珍贵的木材等资源制备脱硫催化剂。催化剂一次投入后可长期使用,可避免钙法、氨法、镁法等脱硫技术需要随时加入脱硫剂,脱硫剂消耗量大的问题。
(3)变高温催化为低温、浓度波动范围大的催化氧化。
目前国内外开发的催化法脱硫技术仅适合反应温度高、气体前处理净化程度高、二氧化硫浓度高的
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SO2O2SO3
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H2O(g)→H2O
→→
H2SO4
烟气净化。因而催化法烟气脱硫技术难以在烟气脱硫工程中广泛推广应用。我们自主开发的新型新型催化法通过特殊的工艺,开发出抗毒性强、寿命长、低温高催化活性的烟气脱硫催化剂,适应烟气成分复杂,二氧化硫浓度在0.05%~2%波动、烟气温度在60~200℃间的工况条件。
(4)变低附加价值脱硫副产物为高附加值的脱硫副产物。
石灰石石膏法脱硫副产物脱硫石膏在我国市场空间小,利用价值低,主要以抛弃处理为主,进入环境成为二次污染物。而硫是一种宝贵的战略资源,我国每年需进口硫磺约1000万吨。新型催化法脱硫技术脱硫副产物可为硫酸或硫酸盐产品。通过现有的成熟化工工艺,可生产几乎所有的含硫化工产品及磷铵、磷酸氢钙等磷酸盐、磷复肥产品。量大的产品有硫酸、液体二氧化硫、亚硫酸铵、硫酸铵和元素硫等。如果用户周围有除上述硫产品以外的市场需求,还可以将其进行深加工,生产更高经济附加值的精细化工产品,如:亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钾、氨基磺酸、保险粉等;以每年减排1000万吨二氧化硫计,可回收硫资源生产硫酸(按100%硫酸计)1500万吨。
3、脱硫剂一次投入后可长期使用,消耗量少。避免钙法、氨法、镁法、钠法等技术需随时加入脱硫剂,脱硫剂消耗量大的问题;
4、可用于气量、浓度波动大的烟气处理,操作弹性大,完全能够适应机组大范围的负荷波动;
5、工艺流程短,设备少。由于无需脱硫原料的制备、运入、输送系统,因而装置相对简单,占地相对较小,在扣除脱硫剂费用后的工程建设一次性投资少,考虑脱硫剂的长期使用后,平摊至工程建设后投资更低;6、由于工艺简单,能耗低,装置建设和运费用较低。而脱硫副产物形成产品后的销售收入超过了装置运行费用,根据估算,在4-5年间可以通过装置的运营收回工程建设投资。如果计算上每年少交的排污费,当年就可收回工程建设投资,经济效益相当可观;
7、脱硫的最终产物为硫酸,没有其他不可再利用的副产物。用户可以根据需要以硫酸、硫酸盐等形式实现资源化利用,因此不会对环境造成二次污染。8、脱硫的同时可以达到40%的脱硝效果。
9、通过与低温SNCR脱硝技术组合可以达到更好脱硝效果,实现NOx的脱除。
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