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一、除塵
本除塵脫硫脫硝一體化設(shè)備首先經(jīng)過前置預(yù)除塵,煙氣在通過后續(xù)三級(jí)水體和噴淋的濕法過程中完成除塵目的。
一、脫硝
脫硝劑FeSO4溶于水后增加了水中的Fe2+質(zhì)量分?jǐn)?shù),能夠促進(jìn)煙氣中NO與水液中Fe2+的絡(luò)合反應(yīng)。煙氣中的NO在水中的溶解度很低,但在水液中加入Fe2+后,NO可與Fe2+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),形成亞鐵亞硝酰絡(luò)合物,加快了NO的吸收速率,并加大了其吸收容量。當(dāng)FeSO4水液與煙氣接觸時(shí),F(xiàn)e2+絡(luò)合吸收煙氣NOx中占90%“NO”中的“O”原子,使N還原成N2,返回大氣中(另有理論認(rèn)為生成物中還有NH3,可被水體中的脫硫酸性產(chǎn)物、活性焦等吸收)。絡(luò)合反應(yīng)機(jī)理:(由東北大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)教授蘇永渤老師給出的化學(xué)反應(yīng)式)
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脫硝處理過程中,水體中的Fe2+被煙氣中的NO和殘余O2氧化為Fe3+,而Fe3+與NO無親和力,不能繼續(xù)脫硝,水體脫硝能力會(huì)被逐漸削弱。為了保持水體的脫硝活力,在水體中加入了還原劑——鐵屑。
三、脫硫
煙氣脫硫分兩個(gè)步驟進(jìn)行:層水床預(yù)脫硫,第二層水床強(qiáng)化脫硫。
層水床的主要功能為除塵、脫硝,同時(shí)也可以對(duì)煙氣中的SO2進(jìn)行初步降溫、溶解于水和預(yù)脫硫。當(dāng)煙氣進(jìn)入層大水體水床時(shí),煙氣中SO2被水吸收可生成亞硫酸(H2SO3)。煙氣脫硝過程中NO的絡(luò)合吸收產(chǎn)物——硫酸亞硝酰合鐵可與溶液中吸收SO2形成的SO32-/HSO3-發(fā)生反應(yīng),形成一系列N-S化合物,并還原再生出Fe2+,在補(bǔ)充水體中Fe2+的同時(shí),可固化吸收一部分SO2。
第二層水床采用鈉、鈣雙堿法工藝脫硫,水體中的主要脫硫劑為NaOH和Na2CO3。煙氣在第二層大水體中進(jìn)行“氣面”與“液面”的充分沖激脫硫反應(yīng),在水床進(jìn)、出口配合小功率水泵抽取自身水體水液進(jìn)行攔截噴淋強(qiáng)化脫硫。
脫硫過程主要產(chǎn)物為Na2SO3,由于其容重高于水,可以富積于水床的各錐斗中被定時(shí)被排出。外排的Na2SO3流淌到機(jī)體外單設(shè)的積灰水池(石灰苛化池)中,與水池中的堿性沉灰和正常投入的生石灰反應(yīng),生成沉淀物CaSO3和NaOH上清液。
再生的NaOH返回到上層大水體水床繼續(xù)脫硫。CaSO3與積灰水池中的灰渣摻合,在定時(shí)被抓斗機(jī)抓灰作業(yè)時(shí),由于不斷地?cái)_動(dòng)水體而逐漸被氧化,部分可轉(zhuǎn)化為CaSO4。通過抓斗機(jī)定期抓出的粉塵煙灰與脫硫產(chǎn)物CaSO3、CaSO4可被回收利用。
SCR蜂窩式催化劑
我公司生產(chǎn)的擠出成型蜂窩狀SCR催化劑應(yīng)用于選擇性催化還原(SCR)脫硝工藝,在燃煤電廠、熱電廠、燃?xì)廨啓C(jī)組、垃圾焚燒、內(nèi)燃機(jī)組、鋼鐵、石化等工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,適應(yīng)溫度從150℃至450℃。
蜂窩狀催化劑是由活性組分及載體組成的勻質(zhì)產(chǎn)品,主要由TiO2、V2O5、WO3等構(gòu)成。圖一顯示了一個(gè)標(biāo)明長度(L:500mm-1300mm)和寬度(D:150mm)的催化劑組件的圖形。標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩狀催化劑的橫截面(D×D)約為150mm×150mm。
脫硝催化劑
蜂窩催化劑的節(jié)距,指的是內(nèi)徑加一個(gè)壁厚的尺寸。典型的傳統(tǒng)燃煤20孔催化劑節(jié)距是7.4毫米,內(nèi)徑是6.4毫米,壁厚是1.0毫米。其中,內(nèi)徑是一個(gè)重要的衡量催化劑堵塞特性的指標(biāo),原則上孔徑越大,防堵灰塵特性就越好。因此典型燃煤鍋爐催化劑的內(nèi)徑不要小于6.3毫米。
蜂窩催化劑壁厚:
采用壁薄的催化劑,在單位體積下會(huì)有更多的催化劑比表面積,所以具有同樣性能的催化劑體積就會(huì)減少。但是煙氣中的灰分含量超過15g/Nm3,即高灰狀態(tài)下,就需要再設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮高灰分的煙氣對(duì)催化劑的沖刷造成催化劑磨損問題。
右圖是不同壁厚蜂窩式催化劑磨損試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果,這兩個(gè)催化劑是同樣采取了催化劑邊緣硬化措施后,在同樣的試驗(yàn)條件下做出的運(yùn)行結(jié)果。可以看到,0.6mm壁厚的蜂窩式催化劑磨損非常嚴(yán)重,而1.0mm壁厚的蜂窩式催化劑基本完好無損。我國燃煤電廠使用的燃煤多為高灰分煤,SCR脫硝裝置宜選用壁厚為1.0毫米左右的蜂窩式催化劑,這樣可以降低由于更換催化劑所發(fā)生的運(yùn)行費(fèi)用。在國際上,壁厚尺寸為1.0毫米左右的蜂窩式催化劑的使用也非常普遍。
蜂窩式催化劑的特點(diǎn)
?采用合適的孔隙率,使脫硝性能和耐磨強(qiáng)度達(dá)到佳平衡點(diǎn);
?設(shè)計(jì)合適的孔分布,以達(dá)到穩(wěn)定的脫硝性能;
?采用合適的活性成分,在保證脫硝率的同時(shí)有效抑制SO2的轉(zhuǎn)化率;
??產(chǎn)品活性均勻,即使表面被磨損后,余下部分的活性也完全沒有改變。
如何延長蜂窩式催化劑壽命:
SCR催化劑的壽命是指,催化劑活性能滿足脫硝系統(tǒng)的脫硝效率不低于75%,且氨的逃逸率不大于3ppm條件時(shí)的連續(xù)使用時(shí)間。
長壽命是蜂窩式催化劑的顯著特點(diǎn)之一。充分利用這一特點(diǎn),在設(shè)計(jì)時(shí)考慮壽命的適當(dāng)延長,可以大大降低SCR的運(yùn)行費(fèi)用。
經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算:
在相同條件下,以一臺(tái)600MW的燃煤機(jī)組為例,按脫硝效率為80%、壽命為16000個(gè)小時(shí)設(shè)計(jì)時(shí),需要340立方米左右的催化劑;如果按24000個(gè)小時(shí)的壽命設(shè)計(jì)時(shí),需要370立方米左右的催化劑。由此,得到顯而易見的結(jié)論:增加10%左右的催化劑,可以使催化劑壽命延長50%左右。
通常來講,除塵設(shè)備都是用外力作為原理的,比如,把空氣中的粉塵吸過來,有的是吹走,有的是用壓力。而根據(jù)外力的大小和種類,設(shè)計(jì)出了很多種除塵設(shè)備,其原理都是一樣的,都是把空氣中的粉塵分離出來,后排出干凈的空氣。工業(yè)除塵設(shè)備按照其工作原理,市場(chǎng)上可以分為4大類,主要為機(jī)械式除塵設(shè)備、電除塵器、布袋除塵設(shè)備和濕式除塵器。一:機(jī)械式除塵設(shè)備機(jī)械式除塵設(shè)備分為三種,分別是重力除塵器、旋風(fēng)除塵器、慣性除塵器。重力除塵器的作原理就是用重力來除塵,重力就是靠地球的地心引力,在重力的作用下,把氣體中的粉塵在沉降的時(shí)候讓粉塵分離下來。旋風(fēng)除塵器依靠的就是離心力,以圓周運(yùn)動(dòng)的物體來施加向心分離力,依據(jù)在旋轉(zhuǎn)過程中質(zhì)量大的,旋轉(zhuǎn)速度快的物質(zhì)獲得原理來進(jìn)行運(yùn)作的。慣性除塵器是利用粉塵的慣性,慣性是反映自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力,受到了外面的力來改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),讓慣性的物體比慣性大的物體發(fā)生改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二:電除塵器的工作原理電除塵器的工作過程分成四個(gè)階段:氣體電離、粉塵荷電、粉塵沉降、清灰。氣體電離讓電極發(fā)生電暈放電,氣體電離,生成大量的自由電子的正離子,粉塵荷電通地方電場(chǎng)空間,自由電子、負(fù)離子讓粉塵碰撞在一起,粉塵沉降讓集中在荷電粉塵經(jīng)過一定的時(shí)間后達(dá)到集塵表面,放出電荷沉積到上面,后粉塵堆積到一定的厚度后,用清灰裝置裝上面的粉塵清理下來,掉滿到灰斗下面。三:布袋除塵設(shè)備的工作原理當(dāng)帶有粉塵的氣體被吸入濾袋時(shí),比布袋大的顆粒粉塵由于比布袋的體積大,由經(jīng)重力的作用被沉降或者是因?yàn)閼T性的作用被布袋的纖維隔住了,比布袋小的粉塵顆粒和濾袋發(fā)生碰撞后,被濾袋的表面纖維附在了濾袋的表面上,布袋除塵設(shè)備的噴吹系統(tǒng)進(jìn)行噴吹時(shí),粉塵掉落到灰斗。四:濕式除塵器的工作原理濕式除塵器箱體里面含水與粉塵氣體接觸,水與粉塵發(fā)生碰撞、擴(kuò)散、凝聚,然后由于水的凝聚作用形成了大的顆粒,終被水流帶走。濕式除塵器里面的水滴越小,水滴越多,接觸粉塵的機(jī)會(huì)就越多,產(chǎn)生碰撞、擴(kuò)散、凝聚的效率也就越高。河北湖城環(huán)保設(shè)備有限公司深耕除塵設(shè)備多年,現(xiàn)有靜電除塵設(shè)備、布袋除塵設(shè)備、濕式除塵設(shè)備、旋風(fēng)除塵設(shè)備、脫硫脫酸除塵設(shè)備和慣性除塵設(shè)備著6種,產(chǎn)品深得用戶喜愛,歡迎廣大新老朋友前來考察。
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