三井-BF干法脱硫脱硝工艺
——日本空气污染控制技术：脱硝装置
三井矿业有限责任公司·1996年11月
三井（Mitsui）矿业是世界上首家成功开发可同时脱硫脱硝的干法工艺并实现工业规模商业化应用的公司。该工艺适用于从锅炉烟气、工业窑炉烟气及化学工厂驰放烟气中脱除SOx、NOx、粉尘和有毒痕量元素。
该工艺所采用的活性焦也是由三井矿业开发并已投入商业化生产。
1、工艺简介
三井-BF装置系统（the Mitsui-BF System）由三个工序环节构成：吸附工序、脱附工序、以及副产品回收工序（可选项）。该系统可胜任同时脱硫和脱硝要求，但作为另一选择，也可单独用作脱硫装置或单独用作脱硝装置使用。
吸附作用
烟气穿过充满了活性焦的床层，床层中的活性焦以恒定的流速向下移动进入两段式吸附器。活性焦由碳构成，并含有大量孔隙和内部表面积。
在第一段床层中，硫的氧化物因活性焦的吸附作用而大量地由气相被转移到活性焦内部，并于100℃到200℃温度条件下被氧化为硫酸，生成的硫酸则被吸持在活性焦的内表面。
在第一段床层内完成脱硫操作之后，烟气穿过活性焦床层进入第二段功能区。在这个床层区段内，活性焦起催化作用，可使喷入床层内的氨气与氮氧化物发生反应，氮氧化物分解为氮气和水。这个化学反应发生于100℃到200℃温度范围内。
这个移动床活性焦吸附器还可同时脱除烟气中的颗粒杂质，当进气中颗粒物浓度不高于500mg/Nm3时，经过了吸附工艺处理的烟气中颗粒物排放浓度不会走过30mg/Nm3。
脱附作用
吸持了硫的氧化物之后的活性焦吸附容量大幅下降。达到硫氧化物饱和吸附的活性焦被斗式提升机转移到脱附器中，于400℃至500℃温度范围条件下进行再生处理。与此同时，活性焦中的硫酸铵分解为氮气、二氧化硫和水。
经过冷却，再生后的活性焦进入振动筛选机去除因机械作用和/或化学作用而碎裂的颗粒以及从烟气中吸入的杂质颗粒，然后重新加入吸附器循环使用。这样可以确保只有符合设计要求尺寸的活性焦才能在吸附器中重复作用。
活性焦粉可送到锅炉车间作为燃料。
由于活性焦在使用过程中吸附容量必然降低，这种脱附安排次序可选择与统计过程控制技术联合使用，以实现特殊应用领域吸附能力的优化。
2、副产品的回收
当活性焦在脱附装置中再生处理时，会释放出富二氧化硫气体（简称为“二氧化硫富气”），以这种含20%到25%体积比浓度的二氧化硫富气为原料，通过采用标准性技术方法来生产元素硫或硫酸。
元素硫的制造
采用碳基还原剂在还原塔中将二氧化硫富气转化为硫化氢；然后在还原塔的上部区域喷入空气使部分硫化氢再次氧化为二氧化硫，且调整硫化氢与二氧化硫的摩尔比为2.0；最后，在Claus装置中将硫化氢与二氧化硫的混合物转化成元素硫产品。在还原塔的第二段区域内生成的硫氧化碳在Claus装置中发生水解反应也被转化为元素硫。
硫酸的制造
去除了粉尘和杂质的二氧化硫富气在转换装置中被氧化为三氧化硫，再采用一台吸收装置将三氧化硫转变为98%浓度的硫酸产品。
3、活性焦
三井矿业可自己制造高品质活性焦，并且还专注地从事高品级煤炭精制技术的研究和开发业务。这一领域的工作是在三井的研究所实施的，可以最大程度地保证三井-BF工艺的效益。
活性焦是通过对煤炭进行热加工（炭化加工和活化加工）而制造的碳基多孔性吸附剂和/或催化剂产品。这种产品能够吸附来源于锅炉和各种化学工厂排出废气中所含的硫氧化物。还可在氨存在的前提下使氮氧化物被催化分解为氮气和水。活性焦也可以同时去除有毒的痕量化合物以及重金属。
4、工艺流程简述
见“三井-BF脱硫脱硝工艺流程简图”（此处略，见英文原件）。
5、工艺特色
⑴ 是一个干法工艺过程；
⑵ 硫氧化物的脱除效率大于98%，氮氧化物的脱除效率大于80%；
⑶ 工艺适用性和灵活性：既可同时实现脱硫脱硝，亦可单独用于脱硫或脱硝；
⑷ 耗电量少；
⑸ 装置占地面积最小化；
⑹ 不产生废水；
⑺ 不需要将烟气重新加热；
⑻ 可生产出高质量的副产品；
⑼ 易操作；
⑽ 对维修维护的技能要求较低。
6、应用领域
（一）燃煤发电厂；
（二）工业锅炉；
（三）化学工厂；
（四）石油炼制（如FCC工艺装置）；
（五）冶炼厂；
（六）烧结窑炉；
（七）用于生活垃圾、工业废料、废油和污泥的焚烧炉系统；
（八）玻璃熔炉；
（九）硫酸厂尾气。
7、商业化应用工程业绩
|
客户名称 |
Idemitsu Kosan Co. |
E.Y.O.AG |
E.Y.O.AG |
|
烟气种类 |
重油催化裂化（RFCC） |
燃煤锅炉 |
燃煤锅炉 |
|
烟气流（Nm3/Hr.） |
200,000 |
451,000 |
659,000 |
|
进口SOx浓度（ppm） |
290 |
1294 |
1220 |
|
脱SOx效率（%） |
90 |
98 |
98 |
|
进口NOx浓度（ppm） |
100 |
364 |
364 |
|
脱NOx效率（%） |
70 |
60 |
60 |
|
副产品名称 |
元素硫 |
硫酸 |
硫酸 |
|
开始运行时间 |
1987年4月 |
1987年7月 |
1987年7月 |
|
|
|
|
|
|
客户名称 |
Hoechst AG |
Kubota Corp. |
Electric Power
Development Co. |
|
烟气种类 |
燃煤锅炉 |
焚烧炉 |
流化床燃煤锅炉 |
|
烟气流量（Nm3/Hr.） |
323,000 |
32,000 |
1,163,000 |
|
进口SOx浓度（ppm） |
892 |
3 |
50 |
|
脱SOx效率（%） |
92 |
100 |
98 |
|
进口NOx浓度（ppm） |
448 |
100 |
250 |
|
脱NOx效率（%） |
78 |
60 |
80 |
|
副产品名称 |
硫酸 |
无 |
无 |
|
开始运行时间 |
1989年8月 |
1994年3月 |
1995年7月 |
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