脱硝技术论文汇总十篇

时间:2022-06-29 20:54:44

脱硝技术论文

脱硝技术论文篇(1)

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0359-01

1 研究的背景

近年来,中国大部分区域污染态势越发严重,雾霾、酸雨现象常有发生,严重影响广大人民群众的日常生产生活。氮氧化物是诱发这一环境污染现象的罪魁祸首之一。2012年1月国家能源系统实施了《火电厂大气污染物排放标准》,明确规定,火电企业氮氧化物的排放浓度不准超过100mg/Nm3。

2 项目概述

丹东金山热电厂(2×300MW)新建工程是由中国华电集团沈阳金山能源有限公司依照《丹东市中心城区热电发展总体规划(2005―2020年)》在丹东市投资建设的大型热电联产项目。电厂一期建设2台300MW亚临界汽轮发电机组,规划容量4台300MW,并同步建设脱硝设施。

3 脱硝工艺设计原则

(1)采用当前技术成熟方法,符合国家环保排放标准。

(2)脱硝设计效率应大于80%。

(3)不设计烟气旁路。

(4)在锅炉省煤器与空预器中部布置反应器。

(5)吸收剂选择液氨。

(6)脱硝设备年利用小时按不小于6500小时考虑,投运时间按不小于7800小时考虑。

(7)脱硝装置可用率不小于98%。

(8)装置服务寿命为30年,大修期为6年[1]。

4 脱硝工艺的选型

目前全球电力生产脱硝技术主要分为两大类:即选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)烟气脱硝技术、选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)烟气脱硝技术[2]。

4.1 SNCR烟气脱硝

SNCR技术原理是在炉膛内布置机械式雾化喷枪,将例如氨气、氨水、尿素等溶液作为氨基还原剂,雾化后形成小液滴直喷进炉膛,热解后,还原剂生成气态NH3,在锅炉的对流换热区域,温度控制在950~1050℃,没有任何催化剂的条件下,NH3与NOX进行化学物理联合环境下的选择性非催化还原反应,将NOX还原成氮气和水。被压力环境下喷入炉膛的气态NH3,温度超过1050℃时,NH3被氧化成NOX,起主导作用的是氧化反应;当温度低于1050℃时,NH3与NOX的主要反应是还原反应,但反应速率相对较低,即氧化与还原反应跨界产生[3]。

在欧美地区SNCR技术相对来说广泛应用。较为先进的低氮燃烧技术被移植到这些锅炉中,炉膛出口NOX浓度约为280~450mg/Nm3,应用SNCR系统后,基本可达到180~265 mg/Nm3的氮氧化物的控制水平,基本满足投产时的控制要求,但不满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的NOX排放规定[4]。

4.2 混合型烟气脱硝(SNCR/SCR)

混合型SNCR/SCR技术是利用烟道型SCR将上游来的NH3与NOX反应完全,将SNCR与尾部SCR结合,SNCR承担脱硝和提供NH3的双重功能,提高脱硝效率,弥补SNCR系统效率偏低的弊端。具有以下特点:

1)场地空间适应性强,脱硝效率高,可达75%,当入口NOX浓度为400mg/Nm3,出口基本可控制在100mg/Nm3左右,完全符合NOX排放规定的要求。

2)根据催化剂的形式、用量及烟道布置不同,烟道阻力增加100~500Pa左右。

3)烟道型SCR不需要另外设喷氨装置,系统相对简约。

4)新型设计理念的烟道型SCR,采取垂直布置方式,与初期设计的SCR在水平烟道布置反应器相比,流速大大降低,减小了催化剂的磨损,延长了设备的使用寿命。

SNCR/SCR混合型脱硝技术具有全面兼顾、博取众长的技术特点,可作为脱硝技术选型的一个参考方向,符合特定环境,特殊考虑的应用范畴。新技术的革新与应用,使技术人员认识到,追求生产高效率同时,也要考虑经济性的重要因素。

4.3 SCR烟气脱硝

SCR技术是在烟道上加装一套反应装置,在省煤器下游区域按烟气含有NOX剂量喷射相适应剂量的氨气,反应环境温度为310~420℃之间,在催化剂作用下,烟气中NOX被还原,反应产物为无害的氮气和水。考虑到锅炉烟气含量、飞灰属性、空间区域布置等因素,SCR工艺可分为三种类型:高灰型、低灰型和尾部型。高灰型为目前常用设计选型,其设备布置范围及反应区域工作环境相对恶劣,烟尘大,催化剂的活性会较快发生惰化,由于310~400℃的烟气温度较为适合反应进行,故综合效率及经济性最高。

SCR是电站锅炉普遍采用的深度烟气脱硝技术,国内当前已建成、在建、拟建脱硝装置的新老机组约有400多台,均采用高灰型工艺。SCR技术特点如下:

1)脱硝效率相对较高,一般情况下可达到95%,NOX排放浓度符合国家环保标准,可控制在50mg/Nm3以下。

2)需要在烟温为310~420℃的空预器入口范围增加设计反应器,催化剂安装在反应器内,锅炉烟道阻力相应增加800-1200Pa左右,引风机需改型提高压头。

3)存在诸如产生反应副产品-硫酸氢氨,附着在空预器换热面上,可能导致空预器的堵塞,逃逸氨与SO3反应。通过精密自动控制化学理论量的加氨,可有效防止氨泄漏量,使生产副产品减少生成。

4)大量的还原剂-液氨是重大的危险源,尤其是超过40吨的储量,需要考虑氨区周边环境的安全防护距离,至少需要约3000m2的空闲环境。

5)通常催化剂每3-4年需检查更换一次,催化剂易磨损、堵塞、活性成分降低。

SCR烟气脱硝是成熟、可靠的技术,在国内外电站锅炉上得到了广泛的应用。当脱硝效率为95%时,NOX排放浓度可控制到50mg/Nm3以下,满足环保排放的要求。

5 结论

对上述三种脱硝工艺分析结果可知,SNCR工艺不满足NOX排放低于100mg/Nm3的要求,本项目不能采用此方案。

混合型SNCR/SCR工艺满足NOX排放低于100mg/Nm3的规定要求,但现阶段应用业绩及经验较少,且需要对锅炉本体进行改造,逃逸氨对省煤器等加热设备的腐蚀还有待进一步研究,暂不推荐此方案。

SCR工艺技术成熟,脱硝效率高,扩展余地大,适应本项目的综合技术要求。

丹东金山项目采用SCR烟气脱硝原理工艺,在锅炉尾部烟道省煤器出口,空气预热器入口区间段布置反应器,即高尘布置。每台机组设一套脱硝装置,每套脱硝装置设计两个SCR反应器。

自2012年9月15日,机组投产以来,锅炉脱硝系统未发生运行重大事故,脱硝总效率达到82%,高于设计指标参数,氨逃逸率小于3%。经大修期间停炉检查,催化剂模块外形齐备良好,本体未发现有破损、脱落,风孔无堵塞现象,系统内未形成严重积灰,脱硝系统符合锅炉尾部烟道配套设计,工艺选型及流动特性均符合现场生产要求,值得推广应用。

参考文献

脱硝技术论文篇(2)

工业生产和人们的生活水平之间具有较为密切的关系,对能源进行有效的开发和利用,一方面提升了人们的生活水平,但是从另一方面来讲也严重地破坏了人们周围的环境,降低了生活质量。可见,进行能源的开发和利用具有双面性,需要在实际的工作中趋利避害。从现如今我国一些地区的环境问题以及空气质量上就可以看出,对于烟厂的烟气进行脱硫脱硝处理时至关重要的。

1 烟气脱落脱销技术

所谓的脱硫就是在烟气排放的过程中将其中含有的二氧化硫成分进行驱除,常见的脱硫剂主要呈现出碱性,比如石灰石,氧化钙或者是氢氧化钠等等。这些成分和烟气进行混合,实现了一次化学反应,而二氧化硫在遇到碱性物质之后就会呈现出酸性,得到的钙基脱硫剂就是产物。脱硫剂的选择需要遵循相关的原则,其中包括净化、吸收以及催化等等。最重要的就是氧化还原法。另外,脱硝处理就是通过一定的方式来降低锅炉烟气中的氮氧化物成分。在这一过程中,需要用相应的反应吸收剂来和烟气相结合,尽量消除烟气中的NOx成分,从现如今的脱硝技术中可以看出,主要采用的方式有两种,一是干法脱硝技术,二是湿法脱硝技术,前者的使用频率相对较高。

2 烟气脱硫脱硝技术的研究性状

2.1 烟气脱硫技术

2.1.1 磷铵肥法烟气脱硫技术

这种技术的应用程度比较高,目前,还是一种新型的技术,在实际的应用中就是回收二氧化硫,并且用其取代一些普通的硫酸。虽然这一工艺看似简单,但是在回收的过程中难度也相对较大。在采用这种脱硫技术之后,脱硫率达到95%以上,所以,在以后的脱硫工作中可以进行有效的推广和有效的应用。采用磷铵肥法烟气脱硫技术可以在某种程度有效的解决环境污染问题。

2.1.2 活性炭纤维法烟气脱硫技术

活性炭纤维法脱硫就是采用活性炭作为催化剂,将烟气中的二氧化硫进行回收并且利用,这种脱硫技术也受到了技术人员的高度青睐,脱硫率也相对较高。和其他的脱硫技术相比,其工艺简单程度相对较高,操作方式以及操作设备的运用效率相对较高。被列入国家的高新技术产业行列中。

2.1.3 石灰石-石膏湿法脱硫

从这种脱硫方式上看,主要可以从五个方面组成,其中包括石灰石浆液,烟气净化、吸收以及氧化,石膏回收以及储备和无水的再处理。在反应的过程中按照科学的反应机理来进行,生成了有效的脱硫剂,为脱硫工作提供了重要的基础。为了使得脱硫效率不断提升,可以将不同的脱硫工艺进行混合应用。根据烟气的特点,采取相符合的脱硫方式。

2.2 烟气脱硝技术

2.2.1 干法烟气脱硝技术

在采用干法烟气脱硝工艺中,主要是应用气态的反应剂,使得烟气中的NOx转化成氧化氮和水。在实际的脱硝技术应用的过程中,主要应用到的反应为催化还原法,氧化铜法以及活性炭法等等。现如今,在多数的电厂烟气脱硝工作中,主要采用的是干法脱硝技术。即使在一定的程度上提升了脱硝的效率,但是在成本的选择和应用的过程中,表现出复杂程度较高,难度相对较大。

2.2.2 湿法烟气脱硝技术

采用湿法烟气脱硝技术,需要先将氧化氮转化成二氧化氮成分,然后在进行脱硝的过程中加入适量的水或者是其他的催化成分。采用这种方式的主要特点就是需要在脱硝反应的局部进行这想工作,应用到的气相氧化液相吸收法等等。但是从整体上看,烟气的脱硝技术和脱硫技术相比具有一定的复杂性和特殊性,相关的工作人员需要对这一技术加强重视。

3 烟气脱硝脱硫技术

3.1 联合脱硝脱硫技术

这种技术在烟气脱硝脱硫技术中应用最为广泛。它既可以去除烟气中的SO,也可以去除烟气中的NOx。其主要特点是通过石灰石一石膏烟气脱硫系统来去除SO,用SCR去除NOx。但是,这项技术虽然可以达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率,但在使用过程中,容易形成表面结垢,阻塞和腐蚀正在运行的设备,大大降低了脱硝脱硫的效率。

3.2 同时脱硫脱硝技术

烟气同时脱硫脱硝技术又可分为两大类:炉内燃烧过程的同时脱除技术和燃烧后烟气中的同时脱除技术。这项技术虽然受到了重大关注,但遗憾的是并没有得到有效的利用,只尚处于研究阶段,但不管如何,这项技术取得了重大成就,其中包括电子束照射法和脉冲电晕等离子法。电子柬照射法利用电子加速器产生的高能等离子体氧化烟气中的SOx和NOx等气态污染物,在极短时间内进行强烈氧化反应,从而大大提高了脱硝脱硫效率。不仅如此,它还有将其产生的副产品和氨气转化为化肥,从而加大了其脱硫脱硝的优势。脉冲电晕等离子体法能在同一过程中,同时脱除SO和NOx,高能电子由电晕放电产生,在实施过程中,费用较低,也可以摆脱辐射屏的影响,更重要的是可望实现集脱硫脱硝和收集飞灰等功能于一体。

4 脱硝脱硫技术的发展方向

随着工业时代的到来,能源的需求量必然会上升,从而使得能源的消耗量也急剧增长。能源时代带动了我国经济的发展,但是,从另一方面来说,也带来了环境的污染,严重威胁到了人们的健康。21世纪的今天,环境污染是全世界共同面临的问题,也是大家齐心协力,一致共同努力的方向。因此,脱硝脱硫技术必然会成为人们关注的焦点,它的前途不可限量,这不仅是因为它顺应了时代的潮流,更重要的是它迎合了目前人们亟需解决环境污染的需要。那么,它究竟会朝着什么方面发展,在哪方面取得重大突破呢?毫无疑问,其理论研究将会更加深入,因为理论是技术发展的前提和基础。因此,在完善的理论面前,烟气脱硝脱硫在技术上将会取得重大的突破。其次,烟气脱硝脱硫技术在设备上将更加完善,在节约成本,保障安全,增加效益方面也取得更大的成就。最后,烟气脱硝脱硫技术将很快被投人市场,在中小锅炉上发挥其不可忽视的作用,并实现其高效、低耗和便利的特点。

结束语

为了保护人们赖以生存的环境,必须全力以赴,减少SO和NO等气体的产生,并加强烟气的净化治理。不但如此,也应加大对燃烧技术的研究或是改进燃烧设备,尽量减少有害气体的产生。而且就目前形势来看,烟气脱硝脱硫势在必行。虽然设备并不完善,在技术操作过程中存在很大的问题,但是,经过努力会取得更好的成绩。

脱硝技术论文篇(3)

烟气脱硝技术种类较多,通常大型火电厂会选择选择性催化还原烟气脱硝技术(英文全称:Selective Catalytic Reduction;简称“SCR”),或者选择性非催化还原烟气脱硝技术(英文全称:Selective non-Catalytic Reduction,简称“SNCR”),且应用效果良好。中国火电厂常用技术较为成熟的选择性催化还原烟气脱硝技术,其脱硝效率高,且不会造成空气环境的二次污染而被火电厂所应用。

一、SCR烟气脱硝技术

(一)技术原理

SCR烟气脱硝技术原理为SCR的催化还原技术。火电厂排烟气中所含有的氮氧化合物可以与NH3发生化学反应,但是需要在300℃~400℃的高温条件及催化剂的作用下完成,所产生的物质为水和惰性气体氮气。两种产物并不需要采取特殊的技术处理方式而起到阻止氮氧化合物与外界物质发生化学反应后,形成有毒气体。氮氧化合物在有氧条件对产生如下反应:4NH3+4NO+O24N2+6H2O;2NH3+NO+NO22N2+3H2O;4NH3+2NH2+O23N2+6H2O;4NH3+3O22N2+3H2O;2NH3N2+3H2。

在氮氧化合物在有氧环境中出现化学反应的时候,催化剂所发挥的作用是不容忽视的。

该项技术在实际工作中的运用,是根据火电厂排放烟气中所含有的有毒气体成分选择催化剂,将促成成分确定下来。使用催化剂的过程中,根据对烟气成分的分析选用恰当的催化剂,通常催化剂的使用形式为三种,板式催化剂、蜂窝式催化剂和波纹板催化剂。蜂窝式催化剂适用于火电厂排放的烟气中有毒气体浓度过高的催化还原使用,其可以发挥氮氧化合物和氧气接触面扩大的作用,从而提高脱硝技术效率。具体应用中,要注意催化剂的用量以及使用形式,以获得最优的催化效果。

(二)SCR烟气脱硝技术应用中的催化剂还原工艺

SCR烟气脱硝技术应用中,催化剂很容易呈现出老化迹象,由于其活性具有时间限制,所以催化剂的老化会使其催化作用下降。因此,在使用的过程中,要注意有效时间,以对催化剂及时更换。催化剂在使用中,随着时间的延长会减缓催化速度,为了避免催化剂一次性更换量过大,要避免使用单层催化剂。

二、火电厂烟气脱硝技术的应用

(一)SCR脱硝技术的工艺系统

SCR脱硝技术的工艺系统由三个部分组成,即SCR反应器、氨气的存储系统和氨气注入系统。其中SCR反应器配置由辅助系统,氨气的存储系统在发挥存储功能的同时,还要对氨气进行技术处理。

氨气通常是液态存在,进入到蒸发器之中汽化为氨气,经过空气的稀释后,注入到反应器中。以对烟气中的脱硝反应起到一定的催化作用。为了促进烟气的疏导,反应器中的烟气输送管道应采用固定床平行通道设计,通过将装置的布局以优化,是气态的氨气与氮氧化合物充分融合,随着接触面的扩大,氨气的还原功能得以充分分发挥,从而反应效率有所提升。

(二)SCR脱硝技术的应用

中国的火电厂所采用的SCR脱硝技术引自国外先进的脱硝技术,其中,催化剂引自奥地利,液态氨引自法国,而烟气脱硝设备则引自德国。多种先进脱硝技术的引入,对中国相对滞后的脱硝技术以补充,使得火电厂的脱硝效率快速提高。从脱硝技术的应用程度来看,首先应用与大型的火电厂,并逐渐地将脱硝经验向小型火电厂延伸,使得中国火电厂的整体烟气脱硝水平有所提升。

(三)SCR脱硝装置的应用

火电厂的SCR脱硝装置主体部分由反应器和氮氧化物脱除剂制备两大部分构成。反应器的作用是通过将含NOX的烟气中中注入NH3,使得氮氧化物气体还原。其基本的作用,是为了满足化学反应对温度的要求,加入催化剂使化学反应被活化。

脱硝系统的运行,可以达到67.2%以上的脱硝效率,且具有较高的运行可靠性,极少有氨气泄漏出来。从环境保护的考虑,SCR脱硝装置安装有配套设备,可以是脱硝效率超过90%,其技术可靠性可以满足火电厂运行需求。

(四)SCR脱硝装置及火电厂锅炉以及辅助设备的影响

SCR脱硝装置中,脱氮设备与锅炉以及辅机之间存在着较大的关联,会对空气预热器以及引风机的设计产生一定的影响。

1. 空气预热器

空气预热器的作用是促进锅炉的热交换能力,使能量消耗有所降低。当SCR脱硝装置处于正常运行状态的时候,反应器内会存在着残余物,包括NH3、SO3与水的化学反应形成硫酸氢铵。该物质在230℃的环境中会由气态液化,不仅腐蚀性强,而且很容易粘结在传热元件表面,对于冷段和温段产生强腐蚀作用,且会吸附大量灰尘,造成空气预热器堵塞。在SCR催化剂的作用下,烟气中的部分SO2会被转化为SO3,不仅增加了冷端腐蚀度,而且导致了空气预热器堵塞。为了避免这一现象出现,在热元件的选用上,可以选择高吹灰通透性的波形,以提高清灰效果。

2. 引风机

引风机加装了SCR脱硝装置之后,增加了风机的压头,导致反应器以及弯头部位的阻力达到了1000帕。对空气预热器重新选型,阻力可以达到500帕,此时,引风机的压头就会增加到1500帕。

三、烟气脱硝技术的改进措施

烟气脱硝技术的改进首先是设备的改进。火电厂要促进设备更替,就要投入大量的资金,其中国提供部分资金,火电厂还需要加大环境保护专项资金,以使设备更换压力得到缓解。

烟气脱硝技术的运行过程中,要强化各项管理工作,特别是监管职责要落实到位,促进脱硝系统与环境保护机构之间的结合,实施火电厂脱硝的正规化管理。

关于火电厂的烟气脱硝技术,除了应用国外的先进技术之外,还要根据中国火电厂的运行特点建立研究课题,创建研发机构一创新技术。基于烟气脱硝技术较高的研究难度,以及其应用领域中所创造的价值,研发机构建立之初需要政府给予部分扶持,使脱硝电价系统快速地建立起来,并强化宣传力度,以对火电厂脱硝系统的应用以鼓励。

结语

综上所述,中国社会经济快速发展,火电厂的运行效率有所提升,所释放出来的氮氧化合物逐渐剧增,严重危害了大气环境。为了改善生态环境,火电厂引进了烟气脱硝技术,以对火电厂运行中所释放的氮氧化合物以有效控制。

参考文献

脱硝技术论文篇(4)

1 传统生物脱氮技术

1.1废水的脱氮主要过程

废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝氮和硝酸盐4种形态存在。传统生物脱氮技术遵循已发现的自然界氮循环机理,如下图所示。

图1-1 废水中的生物脱氮作用

1.2影响因素

1)pH:通常把硝化段运行的pH控制在7.2~8.2;反硝化段pH控制在7.5~9.2。

2)温度:硝化反应适宜温度为30~35℃;反硝化反应适宜温度15~30℃。

3)溶解氧:硝化在有氧条件下进行,活性污泥中DO≥2mg/L;生物膜法≥3mg/L;反硝化在缺氧下进行,对于活性污泥系统DO

4)碳源:废水中所含有机碳源、外加碳源、内碳源。

5)污泥龄:污泥龄一般控制在3~5d以上,最高可达10~15d。

6)抑制物质:某些有机物和一些重金属、硫及其衍生物、游离氨等有毒有害物质在达到一定浓度时会抑制硝化反应的正常进行。

7)循环比:对低氨氮浓度的废水,回流比在200%~300%较为经济。

1.3传统硝化反硝化工艺

几种主要的传统硝化反硝化脱氮工艺:

1)活性污泥法脱氮传统工艺

2)缺氧好氧脱氮工艺(A/O)

3)Bardenpho工艺

4)UCT工艺

1.4传统生物脱氮工艺存在的问题

硝化菌群增值速度慢,系统总水力停留时间较长、有机复合较低,增加基建投资运行费用;

反硝化时需另加碳源,增加运行费用;

硝化过程需投加碱中和,增加了处理费用;

氨氮完全硝化需要大量的氧,使动力费用增加;

系统抗冲击能力弱,高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长;

同时进行污泥回流和硝化液回流,增加了动力消耗及运行费用;

运行控制相对较为复杂等。

2 常见的几种新型生物脱氮技术

2.1亚硝酸型硝化反硝化脱氮技术(短程硝化反硝化)

2.1.1技术原理

短程硝化反硝化生物脱氮是将硝化过程控制在HNO2阶段而终止,随后直接进行反硝化。

2.1.2技术特点

硝化阶段可减少25%左右的需氧量,降低能耗;

反硝化阶段可减少40%左右的有机碳源,降低运行费用;

亚硝化菌世代周期比硝化菌世代周期短,可减少硝化反应器容积,节省基建投资;

对亚硝酸盐进行反硝化,其速率要比硝酸盐进行的反硝化速率高1.5~2倍;

污泥产量降低;

减少了投碱量等。

2.1.3亚硝酸型硝化反硝化影响因素

最为重要的影响因素有:溶解氧、游离氨、pH值、温度、有机质、污泥龄、有害物质、有机碳源种类与浓度、亚硝酸氮浓度、工艺条件等。

2.2好氧反氨化技术

2.2.1技术原理

好氧反氨化是以无机物质作为电子供体的生物脱氮作用。

2.2.2技术特点

该过程由自养菌完成的,无需外加碳源,可节省成本,防止二次污染;

反应要求在低溶解氧的条件下进行,因此在实际操作中相对较容易控制;反应对氧气的需求减少,可降低能耗;

该工艺将反应控制在亚硝化阶段,缩短了反应流程和反应时间;

结合了同步硝化反硝化工艺,使硝化反硝化反应在同一个反应器里进行,具有较强的抗冲击负荷能力;

该技术对亚硝态氮的供应没有要求,含有高氨氮的废水可直接进入反应器。

2.2.3存在的问题

对环境条件较为严格,此类自养菌的生长繁殖较为缓慢。如何持续稳定的获得亚硝酸盐氮的积累,该技术的机理、影响反应的参数、成熟的反应数学模型等仍需进一步研究。

2.3同时硝化反硝化脱氮技术

2.3.1技术原理

硝化和反硝化反应发生在同样的处理条件及同一处理空间。为在同一反应器内同时实现硝化、反硝化和除碳提供了可能。机理主要有:宏观环境理论、微观环境理论、微生物理论。

2.3.2技术特点

硝化过程中碱度被消耗,反硝化过程中亦会产生碱度,能有效地保持反应器中pH稳定,且无需添加外碳源。

反硝化和硝化反应同时进行,可省去缺氧池的费用或减少其容积。

实现亚硝酸型硝化反硝化途径可在好氧段可节省约25%的O2,缺氧段可减少40%的有机碳,反硝化速率提高63%。

2.3.3实现同时硝化反硝化的影响因素

同时硝化反硝化工艺受到絮体结构特征、溶解氧浓度、碳氮比、温度、酸碱度、氧化还原电位(ORP)等因素的影响。

2.4厌氧氨氧化技术

2.4.1技术原理

指在厌氧或缺氧条件下,微生物直接以NH4+作为电子供体,以NO3-或NO2-作为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。

2.4.2技术特点

由于氨直接用作反硝化反应的电子供体,可免去外源有机物(如甲醇),节约运行成本。

厌氧氨氧化反应中的耗氧量较之硝化反应下降62.5%。

氨厌氧氧化的生物产酸量大为降低,产碱量降至为零,可节省中和所需的化学试剂,降低运行费用,也可减轻二次污染。

厌氧氨氧化技术无需外加碳源,大幅度减少曝气量,污泥产生量和CO2排放量可减少90%。

2.4.3影响因素

厌氧氨氧化工艺受到生物量、基质浓度、pH值、温度、有机质浓度、水力停留时间、固体停留时间等因素的影响。

脱硝技术论文篇(5)

中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A

随着化肥、农药和洗涤剂等的广泛应用,氮磷污染及水体富营养化日趋严重。据近年来环境质量公报的消息,水体中的主要污染物为含氮磷的有机物。这些污染物进一步加剧了水资源短缺的矛盾,对可持续发展战略的实施带来了严重的负面影响。环境污染和水体富营养化问题的尖锐化迫使越来越多的国家和地区制定严格的氮磷排放标准,这也使污水脱氮除磷技术一度成为污水处理领域的热点和难点。因此,研究和开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺成为当前城市污水处理技术研究的热点。本文致力于研究现阶段新型的脱氮除磷工艺,讨论该类工艺发展的可能性,为实际工程中脱氮除磷工艺的优化提供理论依。

1.城市污水脱氮除磷技术现状

目前含氮磷污水的处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法[1]。化学法与物理化学法是最早的脱氮除磷方法,但由于成本高,对环境易造成二次污染。所以污水生物脱氮除磷技术是20世纪70年代美国和南非等国的水处理专家们在化学、催化和生物方法研究的基础上提出的一种经济有效的处理技术,该技术由于处理过程可靠,处理成本低,操作管理方便等优点而被广泛使用。微生物脱氮除磷技术按微生物在系统中的不同状态,可分为活性污泥法和生物膜法,通过设立好氧区、缺氧区和厌氧区来实现硝化、反硝化、释磷和放磷以达到脱氮除磷的目的。

具体的生物脱氮除磷工艺有:巴颠甫同步脱氮除磷工艺(Bardenpho)、Phoredox同步脱氮除磷工艺、A2/O法同步脱氮除磷工艺、UCT工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、A/B法、生物转盘同步脱氮除磷工艺等。

2.污水生物脱氮除磷新技术及其应用

常规的污水生物处理技术主要去除有机物和悬浮固体,对氮和磷的去处效率较低。实际应用中经常出现脱氮效果好时除磷效果较差,而除磷效果好时脱氮效果不佳[2]。因此,常规生物脱氮除磷工艺流程存在着影响该工艺有效运行的相互影响和制约的因素,主要表现为:

①厌氧与缺氧段污泥量的分配比影响磷释放或硝态氮反硝化的效果,厌氧段污泥量比例大则磷释放效果好,但反硝化效果差;反之,则反硝化效果好,而磷释放效果差;

②原污水经厌氧段进入缺氧段,磷释放与硝态氮反硝化争夺碳源,当原水中碳源不足时,磷释放或反硝化不完全;

③硝化菌世代繁殖时间长,要求较长的污泥龄,但磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放,因此要提高除磷效率则要求短污泥龄。

这就要求我们在实验研究中结合实践努力尝试新的生物脱氮除磷工艺,有效避免以上因素的影响,已达到更好的脱氮除磷效果。下面就目前现有的新型脱氮除磷技术进行简要说明。

2.1生物膜与活性污泥结合

图1 生物膜与活性污泥结合水处理工艺流程图

常规生物脱氮除磷工艺存在相互影响和制约的因素,因此脱氮和除磷效果难以同时达到最佳。生物膜与活性污泥结合新工艺的特点是缺氧段采用生物膜法,反硝化菌均匀分布在整个缺氧池内,反硝化反应充分;好氧和厌氧段采用悬浮污泥法便于对污泥龄的控制,有利于硝化菌和除磷菌的生长繁殖。生物膜与活性污泥结合工艺将常规工艺中相互影响和制约的因素分解,使不同的菌类生长在各自最佳环境条件下,因而在本工艺中脱氮和除磷效果可以同时达到最佳,而且工艺的可控性增强,图1。

2.2 反硝化除磷工艺

反硝化除磷是一些聚磷菌在缺氧的条件下,以硝酸盐作电子受体,过度摄磷,从而实现反硝化除磷的脱氮除磷过程。

2.2.1 DEPHANOX工艺

该工艺首次采用交替的厌氧和缺氧条件并结合单独的固定生物膜,来实现生物除磷的思想,并将其运用到反硝化除磷工艺中。

它在厌氧池和缺氧池之间增加了沉淀池和固定膜反应池,污水在厌氧池中释磷,在沉淀池中进行泥水分离,含氨较多上清液进入固定膜反应池进行硝化,污泥则跨越固定膜反应池进入缺氧段,完成反硝化除磷。

该工艺具有能耗低,污泥产量低且COD消耗量低的特点。但该工艺中磷的去除效果很大程度上取决于缺氧段硝酸盐的浓度,当缺氧段硝酸盐不充足时,磷的过量摄取受到限制;反之硝酸盐又会随回流污泥进入厌氧段, 干扰磷的释放和聚磷菌体的PHB 的合成[3]。

图2 DEPHANOX工艺流程图

2.2.2 BCFS工艺

图3 BCFS工艺流程图

BCFS工艺较UCT工艺增加了2个反应池,第一个增加的反应池介于厌氧池与缺氧池中间,起到选择器的作用,可以吸附剩余的COD,同时迅速反硝化自回流污泥的硝酸氮,可防止丝状菌的生长; 第二个反应池是混合池(缺氧或好氧) ,介于UCT工艺缺氧池与好氧池之间,目的是形成低氧环境以获得同时硝化与反硝化,从而保证出水含有较低的总氮浓度[4]。

BCFS工艺还增加了2个内循环QB和QC,从好氧池设置内循环QB 到缺氧池十分必要,起辅助回流污泥向缺氧池补充硝酸氮的作用; 内循环QC的设置能在好氧池与混合池间建立循环,以增加硝化或同时硝化反硝化的机会,为获得良好的出水氮浓度创造条件。

3.结语

以上所介绍的工艺,皆是从理论角度出发,对不同处理工艺的机理进行阐述。但在实际工程中,需根据处理水质,地形、经济等限制因素选择处理工艺。脱氮除磷技术没有最好的,只有做适合的,至于对处理工艺的选择,需要在研究工作中慢慢积累经验。

生物除磷脱氮工艺的发展已不仅仅是要求较高的氮磷去除率,而且要求处理效果稳定可靠、工艺控制调节灵活、运行维护管理方便、投资运行费用节省。因此,目前,国内外生物除磷脱氮工艺正是向着这一简洁、高效、经济的方向发展,各类构筑物从工艺到结构都趋向于合建一体化[5]。现如今,污水排放标准的不断严格是目前世界各国普遍发展的趋势,以控制水体富营养化为目的的氮、磷脱除技术开发已成为世界各国主要的奋斗目标。我国对生物脱氮除磷技术的研究起步较晚,投入的资金也十分有限,研究水平仍处于发展阶段。目前我国在生物脱氮除磷技术基础理论没有重大革新之前,充分利用现有的工艺组合,开发技术成熟、经济、高效且符合国情的工艺应是今后我国脱氮除磷工艺发展的主要方向。

参考文献

[1] 刘萍莲,城市污水脱氮除磷技术与展望,山西建筑,2007年第33卷第6期:179

[2] 刘俊新、夏世斌、郑祥,经济高效的污水生物脱氮除磷新技术研究,世界科技研究与发展,2003年第2期:37-40

脱硝技术论文篇(6)

中图分类号:[R122.7] 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0028-01

脱硝的方式方法有许多,所以,不同的燃煤发电厂可以根据自身各方面的实际情况进行脱硝技术的选择。本文将会对脱硝技术的特点进行对比和分析,为燃煤发电厂选择脱硝技术以及对脱硝技术的改进提供一些意见和建议,为燃煤电厂老机组的脱硝改造工作提供一些参考。

一、燃煤发电厂进行脱硝改造的原因

(一)燃煤发电厂的缺点

燃煤发电是以煤炭作为燃料进行的,在发电过程中,会有大量的氮氧化物产生,而氮氧化物对于人体来说是一种危害极大的污染物,会引发人体的呼吸系统疾病。同时,氮氧化物会对地球的臭氧层产生影响,形成臭氧层空洞,增加了紫外线辐射对人体的影响,引起各类疾病的产生。并且,作为一种大气污染物,能够在空气中发生反应,进而形成酸雨,对植物的生长发育以及建筑物都会有十分不利的影响,氮氧化物还能够与碳氢化合物形成光化学烟雾。所以,燃煤发电的产物就决定了燃煤发电厂的缺点,在提供电力的同时以牺牲环境为代价。

(二)可持续发展理念的深入

随着时代的发展,人们对于环境保护也越来越重视起来,开始有更多的环保理念提出来。现在的新型发展理念就是要节约资源、保护环境,走可持续发展的道路。因此,在低碳环保的大背景下,燃煤发电厂对于发电过程中产生的氮氧化物的处理就更需要严格把控,对于燃煤发电厂的脱硝技术改造工作也要真正凸显出其重要地位来,选择适合自身的脱硝技术,对现有的发电机组进行脱硝技术改造,坚持走低碳环保的发展道路,控制污染物的排放。

二、我国的氮氧化物的污染现状及危害

氮氧化物中的各类气体中NO是占比例最多的,大约占到90%,在气体排放到大气中过后再氧化成为NO2,所以氮氧化物的污染主要是由NO造成的。在空气中氮氧化物能够与其他物质进行反应,形成二次污染物。氮氧化物对人体的呼吸系统有很强烈的刺激,会引起支气管炎和肺气肿等疾病,同时由于其对臭氧层的破坏,使得紫外线辐射对人体的危害更大,形成的光化学烟雾也会对人体造成不适症状。当然,氮氧化物进一步的产物酸雨,对植物造成的伤害和建筑的损坏也是不可忽视的。

三、脱硝技术及脱硝技术的改造

脱硝技术一般是从两个方面来进行的,一种是在锅炉燃烧的过程中采取一些措施,通过对氧气含量以及温度的控制来减少发电过程中NO的产生。还有一种是将已经生成的NO进行还原处理,这两种方法是现在降低NO的主要手段。下面对于主要的脱硝技术进行一些讨论。

(一)燃烧控制技术和炉膛喷射脱硝技术

燃烧控制技术是将已经产生的氮氧化物进行碳还原,降低高温区的燃烧温度,降低烧燃区域的氧气浓度。燃烧控制技术就是利用各种方法手段来减少氮氧化物的排放。炉膛喷射脱硝技术就是在炉膛上方喷射一些物质,将产生的氮氧化物进行还原处理,以达到减少氮氧化物排放的目的。SNCR技术是将氨气、氨水、尿素等喷射到炉膛中,利用炉膛本身的温度进行反应,将还原剂进行分解过后与烟气中的氮氧化物进行反应。这种技术的优点在于系统简单,只需要在原有的设备基础上增加喷射装置即可,并且没有用到催化剂等,节约了成本,减少了投资,但是SNCR脱硝技术也存在很明显的缺点,由于其本身喷射的操作方法使得这种方法并不能很彻底将烟气中的进行有效的脱硝。

(二)烟气脱硝技术

烟气脱硝技术是一种炉后脱硝技术,目前使用最广的SCR脱硝技术便是烟气脱硝技术的一种。SCR脱硝技术是有选择的在催化剂作用下与氮氧化物进行反应,生成N2和H2 O,而不是被O2氧化,因此被称作是选择性催化还原技术。SCR脱硝技术主要分为两种,一种是尿素法SCR,一种是氨法SCR,这两种方法都是利用氨对氮氧化物的还原性,在催化剂的作用下将氮氧化物还原成为N2和H2 O。SCR脱硝技术的脱硝效率高并且较为划算,所以成为了目前使用最广的脱硝技术。但是这种脱硝技术也是存在一些缺点,比如NH3对于设备的要求太高,容易泄露并且存储难度较大等。

四、脱硝改造及其影响

(一)SCR脱硝技术改造

SCR是国内外运用最广泛的脱硝技术,也是目前为止最为成熟的脱硝技术。但是由于各种原因的限制,SCR脱硝技术在一些老厂并不能很好的进行运用。SCR脱硝技术的改造要在催化剂的使用上进行,在锅炉中腾出一个能够容纳催化剂的空间,让选择性催化还原反应能够充分的进行。这种改造方法是SCR脱硝技术改造中较为划算的方法。

(二)SNCR脱硝技术改造

SNCR脱硝技术由于其本身系统较为简单,而且其设备设施所占的空间也不多,所以,可以在原有的基础上,在多加一个SNCR系统,让两个系统进行配合脱硝,提高脱硝效率。

(三)锅炉燃烧器改造

锅炉燃烧器改造是一种成本较小的改造方法,并且不受场地的限制,所以较为适合一些较老的燃煤发电机组的改造。这种改造方法是通过锅炉燃烧器的改造,降低氧气浓度,使得煤在缺氧的情况下进行燃烧,以此来将减少污染物的排放。

(四)脱硝改造的影响

脱硝改造有好有坏,脱硝改造能够减少氮氧化物的排放,减少大气中的污染物,保护环境,为实现可持续发展做出应有的贡献。但是同时,脱硝改造需要电厂投入相当的资金来进行,所以,对于电厂而言,这将是一种负担,所以会打击它们的积极性。不过总的来说,脱硝改造能够对环境污染有十分积极的意义,所以,要进行脱硝改造,坚持走可持续发展道路。

五、总结

氮氧化物是我国大气中的主要污染物之一,会对人体及环境造成很大的危害。所以,降低燃煤发电的氮氧化物的排放势在必行。由于燃煤发电厂本身的缺点以及可持续发展理念的深入,需要对燃煤发电厂进行脱硝改造。现在的脱硝技术主要是SCR脱硝技术以及SNCR脱硝技术,这两种脱硝技术各有其优缺点。脱硝改造的进行对环境的作用无疑是十分有利的,所以,要进行脱硝改造,坚持走可持续发展道路。

参考文献

脱硝技术论文篇(7)

中图分类号: O623 文献标识码: A

1引言

废水生物脱氮技术是90年代中期美国和南非等国的水处理专家们在对化学、催化和生物处理方法研究的基础上,提出的一种经济有效的处理技术。废水生物脱氮利用自然界氮素循环的原理,在水处理构筑物中营造出适宜于不同微生物种群生长的环境,通过人工措施,提高生物硝化反硝化速率,达到废水中氮素去除的目的。本文将重点介绍传统生物脱氮技术和目前新型的生物脱氮技术。

2生物脱氮的基本原理

废水生物脱氮一般由3种作用组成:氨化作用、硝化作用和反硝化作用。

2.1氨化作用

在未经处理的原废水中,含氮化合物主要以有机氮如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在,此外还含有部分氨态氮如NH3和NH4--N。在细菌的作用下,有机氮化合物分解、转化为氨态氮。在活性污泥和生物膜系统内,氨化作用能较完全的发生。

2.2硝化作用

废水中的氨氮在硝化细菌的作用下,进一步氧化为硝态氮。此过程包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化成亚硝酸盐的反应;由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。

亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌,它们利用CO2、CO32-和HCO3-等作为碳源,通过NH3、NH4+或NO2的氧化获得能量。硝化反应过程需要在好氧条件下进行,以氧作为电子受体。

2.3反硝化作用

反硝化作用是在反硝化细菌参与的条件下,将硝化过程产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2过程。反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物,其反应需在严格厌氧条件下进行[1]。

3生物脱氮的影响因素

3.1溶解氧

溶解氧的浓度对反硝化过程有很大的影响。当缺氧区中的溶解氧含量过高时,氧将会与硝酸盐竞争电子供体,并能抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性。一般而言,对活性污泥系统,反硝化过程中混合液的溶解氧浓度应控制在0.5mg/L以下;硝化反应的微生物均是严格好氧菌,硝化过程需要有足够的溶解氧。大量实验证明,当DO含量低于0.5mg/L时,将会严重抑制硝化作用。在曝气池中,DO浓度应不低于1mg/L。

回流液的溶解氧含量直接影响缺氧反应器中的溶解氧浓度。因此,协调好曝气池末端和缺氧反应器中的溶解氧浓度,是生物脱氮工艺控制过程极为重要的因素之一。

3.2泥领

为保证反应器中数量足够且性能稳定的硝化和反硝化细菌,必须使微生物在反应器中的停留时间大于硝化和反硝化细菌的最小世代周期。但是较长的泥领可增加硝化能力,但不利于反硝化。因此若系统为保证硝化而采用较长的泥领,则可能会降低有机物降解速率和反硝化速率,实际运行中往往通过增加废水停留时间来保证系统中COD和TN的去除率。

3.3酸碱度

pH是影响废水生物脱氮工艺运行的一个重要因子。一般亚硝酸菌生长的最适pH值为7-8.5,而硝化菌为6-7.5,反硝化菌为6.5-8.5。因此,应根据原废水中的碱度情况适当调整废水的pH,并应保持废水中一定的剩余碱度。

3.4温度

微生物硝化反应最适温度为30-35℃。一般低于15℃时硝化速率降低,而当温度低于5℃时,硝化反应几乎停止。12-14℃活性污泥中硝化菌活性受到抑制,出现HNO2积累。

3.5有机物及C/N比

在废水生物除氮过程中 ,有机碳源作为异养好氧细菌和反硝化过程的电子受体 ,起着非常重要的作用。它是细菌代谢必需的物质和能量来源。缺乏碳源 ,会导致反硝化过程受阻 ,同时也会抑制异养好氧细菌增殖[2]。但是,硝化阶段系统中有机物含量也不宜过高,由于亚硝酸盐和硝化菌均为自养菌,增殖速度慢,当废水中有机物含量高时,将使异养细菌迅速增殖,从而使硝化菌不能成为优势种属。

废水处理中,一般采用C/N比来衡量反硝化的碳源需求,太高或太低都会影响反硝化速率。

3.6回流比

对A/O、A2/O和UCT等前置反硝化工艺,污泥回流和混合液回流是使该工艺获得脱氮效果的先决条件,回流比的大小直接影响脱氮效果的好坏。

3.7有毒有害物质

废水生物脱氮过程中,有毒有害物质的控制是必须引起重视的问题。如,高的BOD进水浓度会引起异养细菌的快速增殖,从而与硝化菌形成对氧的竞争而抑制硝化菌生长;此外,某些有机物对硝化菌具有直接的毒害或抑制作用。

3.8同化作用

废水生物脱氮系统中,氮的去除有两条途径:同化脱氮和异化脱氮。通常认为,异化脱氮是废水中氮的主要去除途径。但对于进水BOD/TN很高的废水,有时同化脱氮可能占相当大比例。

4传统生物脱氮技术

传统生物脱氮技术就是人为创造出硝化菌、反硝化菌的生长环境,使硝化菌和反硝化菌成为反应池中的优势菌种。硝化反应发生在好氧条件下,反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下,硝化反硝化这两个过程不能同时发生。常见的工艺有三级生物脱氮工艺、二级生物脱氮工艺和合建式缺氧一好氧活性污泥法脱氮系统等。

传统生物脱氮工艺存在的问题:(1)工艺流程长,占地面积大,基建投资高。(2)系统为维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥和硝化液回流,增加了动力消耗和运行费用。(3)系统抗冲击能力较弱。(4)硝化过程中产生的酸度需要投加碱中和,不仅增加了处理费用,而且还有可能造成二次污染。因此,人们需要积极探讨开发高效低耗的新型生物脱氮新工艺。

5新型生物脱氮技术

随着科学的发展,近年来发现了硝化反应不仅由自养菌完成,某些异养菌也可以进行硝化作用,在好氧条件下某些细菌也可进行反硝化作用;许多反硝化菌同时也是异养硝化菌,直接进行反硝化反应;氨的氧化也可以在厌氧条件下进行。这些新发现突破了传统生物脱氮理论的认识,为研发生物脱氮新工艺奠定了基础。

5.1短程硝化反硝化

传统的生物脱氮工艺经过一系列反应,是全程硝化反硝化。中间浪费了一个将亚硝氮转化硝氮,硝氮又转化为亚硝氮的过程。

目前比较有代表性的工艺为SHARON(亚硝化反应)工艺,SHARON工艺是由荷兰DeIft技术大学于1997年开发的。该工艺采用的是CSTR反应器,适合于处理高浓度含氮废水,其成功之处在于巧妙地利用了在较高温度下(30℃-4O℃),硝化菌的生长速率明显低于亚硝酸菌的生长速率。因此通过控制温度和HRT可以自然淘汰掉硝酸菌,使反应器中的亚硝酸菌占绝对优势,使氨氧化控制在亚硝酸盐阶段。

与全程硝化反硝化相比,短程硝化反硝化具有如下的优点:

(1)硝化阶段可减少25%左右的需氧量,降低了能耗;

(2)反硝化阶段可减少40%左右的有机碳源,降低了运行费用;

(3)反应时问缩短,反应器容积可减小30%~40%左右;

(4)具有较高的反硝化速率;

(5)污泥产量降低;

(6)减少了投碱量等。

5.2同时硝化反硝化

同时硝化反硝化,即硝化与反硝化反应在同一个反应器中同时完成。它是由好氧系统中微生物絮体或生物膜内部缺氧产生的。目前同步硝化反硝化机理被人们所接受的主要是缺氧微环境理论和生物学理论[3]。研究表明厌氧氨氧化菌广泛存于自然界中,用普通好氧活性污泥、好氧硝化活性污泥、好氧硝化颗粒污泥、反硝化污泥、SBR泥、河流底泥、UASB颗粒污泥、城市污水处理厂污泥、垃圾填埋场处理渗滤液的污泥等,而且都成功启动了ANAMMOX反应器,启动时间也由两百天缩短到两个月。目前要解决的问题是实际废水中氨氮含量高,但是亚硝氮含量非常低,而且要求的反应温度过高(32℃),这些都限制了厌氧氨氧化反应器的实际运用。

6展望

氮污染日益严重,研发高效低耗的生物脱氮技术势在必行。目前城市污水厂脱氮效果不好,而新型的生物脱氮技术大多仍在小试和中式阶段,离实际运用还有一定的距离。相信在广大科技工作者的共同努力下,这些新型生物脱氮工艺不久就会造福人类。

参考文献

脱硝技术论文篇(8)

中图分类号:TF704.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)46-0021-01

前言

我国是世界上煤矿资源储备量较为丰富的国家之一,也是消耗煤矿的国家之一,这样两种深刻的国情也就必然导致了煤矿在燃烧过程中生成的大量有害气体。当然,就这种包含氮氧化物以及硫氧化物在内的大气污染物而言,其已经在给生态环境带来巨大破坏的同时,严重影响了人们的生活。因此,如何运用相关措施,从源头上将这种污染的趋势进行根本性的遏制显得尤为重要,虽然相关企业以及研究机构已经提出了相应的单独脱硫和单独脱销技术,并取得一定效果但是这种做法并不经济,这也就对同时脱硫脱硝技术的提出和运用创造了前提。本文通过相关方面,对该技术的实际运用进行分析和介绍,具有很高的现实意义。

一、同时脱硫脱硝技术的优势

如今,在各项燃煤工业不断发展的深刻推动之下,我国的大气污染问题已经变得越来越为严重,而就这种严重的趋势而言,其总是需要及时地采用相关措施加以遏制。因此,但传统的那种单独脱硫以及单独脱硝技术已经开始显现其不经济性及不实用性时,相应新型的技术便并被提了出来。事实上,我国的燃煤烟气脱硝技术起步还是相对较晚的,具体的工艺方法以及脱硫脱硝设备装置还有待提高。但是随着国家对其重视度的不断提升,其也已经在经过几年的发展过后不断走向成熟,一般来说,同时脱硫脱硝技术能在同一套系统内实现脱硫与脱硝,具有以下特点:①设备精简,占地面积小。传统的联合烟气脱硫脱硝工艺一般是在除尘器前面加装脱硝装置如选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR),从而实现联合脱硫脱硝。这种分级治理方式不仅设备多,而且占地面积大,不如在同一套系统内同时实现脱硫与脱硝的设备精简。②基建投资少,生产成本低。烟气同时脱硫脱硝技术能在同一套系统内实现脱硫与脱硝,不像传统工艺那样需要大量基建投资,降低了生产运行成本。③自动化程度高,管理方便。由于实现同一套系统内脱硫脱硝的一体化,给设备管理带来了方便。为适应现在及未来大气污染控制的需求,开发同时脱硫脱硝新技术、新设备逐渐成为大气污染控制领域的发展方向之一,被认为有应用价值的方法已有多种。

二、同时脱硫脱硝技术的实际运用

事实上,也正是有着强大的技术理论以及不同的技术类型作为有效支撑,同时脱硫脱硝技术菜得以在如今的燃煤烟气处理以及脱硫脱销改造中得到广泛的运用。文章主要是以低温SCR技术的应用为主要研究对象,对其在某公司的实际应用进行了分析和研究:

1.低温SCR技术的实际应用

研究开发出具有低温特性的?SCR的意义所在:?以工业锅炉、玻璃炉窑,水泥炉窑和冶金烧结炉等为主的中小型燃煤锅炉排放的烟气温度普遍处于120-300?℃,远低于催化剂工艺成熟的V2O5-WO3-MoO3/TiO2?催化剂的活性温度,导致工业锅炉、玻璃炉窑,水泥炉窑和冶金烧结炉等为主的中小型燃煤锅炉不具有成熟的催化剂工艺,无法按照国家排放标准进行NOX减排工作的顺利实施。开发出催化剂活性温度区间介于工业窑炉烟气温度范围内(120-300?℃)的低温SCR技术可以应用于工业锅炉、冶金烧结炉、化工裂解炉等水泥和玻璃窑炉等窑炉的NOx排放控制,?也应用于硝酸生产、己内酰胺生产以及酸洗等工业过程,无需按照原有中温SCR工艺烟气进入SCR反应器前需要经过预热器再热,减少了能量的不必要损害,填补了我国低温SCR技术空白,将带来巨大的经济效益和环境效益。

2.按照SCR装置所布设的位置不同进行分类,SCR工艺可以划分为高灰段、低灰段和尾部布置三种类型。安装于空预器和?ESP(电除尘)前、空预器前但高温ESP后、FGD之后三种形式(见图2-2)。高灰分工艺要求催化剂适用于中温条件,有较强的抗阻塞能力,有较强的抗碱金属毒性、抗SO2毒性等。低灰份催化剂适用中温条件,仍然要求具有抗SO2毒性。尾部布置虽然使催化剂免受高粉尘和SO2的毒害,但中温的催化剂需要再热而浪费大量能耗。研究和开发具有低温特性的SCR显然具有十分重要的意义。

3.SCR催化剂的研发

在国内外很多研究单位开展了对低温SCR催化剂的研究,主要研究内容包括了低温催化剂和催化剂载体。

(1)针对不同的载体,如碳材料、金属氧化物催化剂Al2O3、TiO2和金属离子交换分子筛催化剂ZSM-5等开发高效的低温SCR催化剂;

(2)SCR催化剂原材料表面改性技术和配方。即调整催化剂表面酸碱性,以获得更多的酸性活性基团,增强对还原剂NH3的吸附。或者在高效的载体上配合不同的活性物质,如V、W、Mn、Cu、Ni和Pt等金属氧化物,使催化剂具有高的抗SO2和水蒸气活性。图1列举了使用不同载体以及表面阳阳离子修饰技术制备的不同催化剂在较低温度下(150~250℃)的脱硝活性。

4.某公司于20世纪90年代开发出了低温DENOx系统(SDS),它包括一种专有的V/Ti颗粒状催化剂和一个低压降的侧流反应器(LFR)。典型的商业应用级SDS,操作温度在120℃~350℃;空速在2500~40000/h可以在很小的氨逃逸率下达到高于95%的NOx转化率。SDS较适用于处理燃气或天然气在加热器、窑炉、锅炉、燃气发动机和燃气轮机中燃烧产生的含NOx烟气;同时适用于处理化工厂的含NO的废气,如图2所示

结束语

脱硝技术论文篇(9)

摘 要:目前,高效低耗去除水中氮磷污染物是国内外广泛关注的环境问题,污水反硝化脱氮除磷技术则是当前的研究热点。本论文针对反硝化脱氮除磷技术的核心——反硝化除磷菌的微生物学性能进行了研究,以深入理解反硝化除磷现象,也由此才能充分利用其优越性来提高和优化生物脱氮除磷效率和工艺。

关键词:污水处理;反硝化脱氮除磷;微生物学;反硝化除磷菌

到目前为止,国内外学者普遍关注反硝化除磷工艺的试验及影响因素,但对反硝化除磷脱氮微生物及其种属的研究较少,尚处于起步阶段,而针对反硝化除磷菌种在生理生态方面的特性研究则更少。本论文针对反硝化脱氮除磷技术的核心——反硝化除磷菌开展微生物学研究,更进一步理解反硝化除磷现象,提高生物脱氮除磷效率。

1.反硝化脱氮除磷的微生物机理 Seyoum Yami Gebremariam, Marc W. Beutel, David Christian, et al. Research advances and challenges in the microbiology of enhanced biological phosphorus removal-a critical review. Water Environment Research, 2011, 83(3): 195-219.

脱硝技术论文篇(10)

关键词:燃煤电厂 烟气 同时脱硫脱硝工艺 技术 研究

引言:众所周知,大气污染的主要原因在于SO2和NO2的成分太多,随着我国工业经济的不断发展,每年所排放出的SO2和NO2总量已经达到了2549万吨,居世界第一,其中在众多工业企业中所排放的SO2和NO2总量最多的要数燃煤发电厂。为此,在控制我国大气污染上,燃煤发电厂必须要与时俱进的采用现代化的生产手段,创新燃煤技术,降低SO2和NO2的排放量,现如今燃煤发电厂的烟气同时脱硫脱硝工艺的技术研究成为了燃煤电厂革新技术的典型,同时对控制我国大气污染具有重要的意义。

一、目前燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的现状

(一)联合脱硫脱硝技术的研究

烟气脱硫脱硝工艺是现今国内外燃煤电厂发展的主要技术,脱硫技术可以将燃煤电厂中的SO2进行有效的清除,同时选择性催化还原技术还能去掉NO2,这两种技术在工作中互不影响,在控制大气污染中起到很大的促进作用。联合脱硫脱销技术是利用高性能的石灰石-石膏进行脱硫,同时用SCR技术去除NO2,这种技术为湿式技术,对于传统的SCR干式技术是一个很大的突破,该类技术在很多发达国家如日本、德国都得到了广泛的应用,其脱硫脱销率能到达90%以上,但是这种技术的缺点在于应用过程中所产生的结垢如果过多会对脱硫脱销的程度受到影响,降低脱硫脱销的效率还会腐蚀设备。

(二)同时脱硫脱硝工艺技术的研究

同时脱硫脱硝工艺的技术研究主要是是对传统的单一脱硫脱销技术的一大创新,能够同时将SO2和NO2排出,但该项技术在目前发展来看并不成熟,仍旧处于研究阶段,并没有应用到各大工业企业中。在同时脱硫脱硝的技术研究中主要有两大成果:一是,电子束照射法,该类技术是将含有800MEV-1MEV的电子能量进行束照烟气,从而将SO2和NO2转化为硫酸铵和硝酸铵,可以在最短的时间内进行强烈的氧化反应,使脱硫脱硝的效率大大提升,在反应过程中还不会产生大量的废水废渣,降低了工业浪费,降低了工业的生产成本,更重要的是起方应出的副产品和氨气还可以转化为肥料,这种技术具有很大的稳定性,同时还不能腐蚀到工业设备,对燃煤电厂的发展带来很多的益处。二是,脉冲电晕等离子法,这种技术主要是将脱硫脱销原理与电子束照射法进行有效的结合,主要是利用高压电源电晕发电,从而进行脱硫脱销反应。脉冲电晕等离子法具有极强的氧化性,可以将化学反应中的单原子分子、自由基和臭氧等活性粒子转化为无害物质,然后进行电晕放电激活SO2和NO2分子,所形成的酸雾与氨进行反应就可以产生铵盐,收集起来较为方便,还能降低二次污染的发生。

二、烟气同时脱硫脱硝工艺技术中存在的问题

在我国燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术研究仍旧处于初级阶端,烟气同时脱硫脱硝工艺的技术研究仍旧存在很多的问题:其一,在脱硫技术上的自主创新能力较低,仍旧依靠国外的先进技术为主要的研究对象;其二,实际制造水平和产业标准化也比较低,造成燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的研究缺乏规范性,技术使用的质量低下;其三,受到国家相关政策的影响,在对传感器输出的信号进行检测时,必须要通过国产的HT-102铂电阻温度传感器进行测量,这样造成燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术使用前需要一定的预处理工作,消耗时间长,工作效率低下。

三、我国未来燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术的发展方向

(一)在燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术研究上,我国未来的发展方向要逐步脱离对国外技术的依赖性,要将烟气同时脱硫脱硝工艺的理论研究进展到实验室阶段,特别是对反应机理和反应动力方面的研究,提供我国在烟气同时脱硫脱硝工艺技术研究的自主创新力,为我国工业化发展提供有力的技术支持。

(二)在日后的技术研究中,要强调湿法同时脱硫脱硝工艺技术的创新,摆脱传统的干法同时脱硫脱硝工艺的技术的弊端,要对燃煤电厂中的锅炉技术进行全面的改造,投入资金降低投资风险,从而提高燃煤电厂的生产效率。

(三)在烟气同时脱硫脱硝工艺的技术研究上,虽然要借鉴国外优秀的技术核心,但也要注重本国的燃煤电厂的发展国情,要集中研发烟气同时脱硫脱硝工艺技术在中小型锅炉生产上应用,提高燃煤电厂的生产质量。

结语:面对我国经济发展对能源需求量的不断加大,我国燃煤电厂的需求量也会成倍提升,在不断的生产发展中,不仅要保证好燃煤发电厂的质量,更要兼顾好对环境污染的控制,但是目前对于我国燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术研究仍旧存在一定的问题,燃煤电厂应该继续进行不断的探索和研究,借鉴国外优秀的烟气同时脱硫脱硝工艺的技术经验,进一步完善我国燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术手段,从而促进我国经济的可持续发展。

参考文献:

[1]周建国;段三良;;烟气同时脱硫脱硝技术综合评价――基于博弈改进云模型[J];技术经济;2009;(08):12-13.

[2]郭天祥;新型复合吸收剂液相同时脱硫脱硝的实验研究[D];华北电力大学(北京);2011;18-19 .

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