络合吸收双脱工艺
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文章出处：责任编辑：作者：人气：9发表时间：2016-01-19 09:56:00
氮氧化物废气处理传统的湿式脱硫工艺能脱除90%~95%的SO2，但要同时脱硝则因NO在水中的溶解度甚低而难以达到。络合吸收法即是利用一些金属螯合剂能与溶解的NO迅速发生反应，促进NOX的溶解吸收作用。 美国Argonne国家实验室在湿式洗涤工艺中使用铁螯合剂作为添加剂。因为它能快速地与溶剂的NO作用发生复杂的络合物，该配位NO能与亚硫酸根和亚硫酸氢根离子反应，释放出铁螯合剂再与NO反应。这种最佳的协同作用意味着无需对Fe(Ⅱ)RDTA进行单独的再生过程。然而添加剂中铁离子的氧化会使二价铁失去活性。氧化作用一是直接与溶解氧发生反应，二是与从络合物中分解出来的官能团发生反应。这时如果加入抗氧化剂或还原剂，能对亚铁离子氧化起到抑制作用。结果是在不影响SO2脱除的同时脱硝率可达到50%。在此基础上，于1993年，开发出利用湿式洗涤系统络合吸收双脱工艺，在美国能源部资助下首先进行中试，采用含6%的MgO增强石灰添加Fe(Ⅱ)RDTA，试验取得成功，脱硝率和脱硫率分别达到60%和99%。 1、Fe2+-EDTA-Na2SO3络合法 Fe2+-EDTA-Na2SO3体系络合处理以NO为主的烟气，该络合法吸收法存在的主要问题是为回收NOX必须选用不使Fe2+氧化的惰性气体将NOX吹出;Fe2+总难免会氧化成Fe3+，用电解还原法和铁粉还原法再生Fe2+，将使工艺流程复杂和费用增加。另一个不足是络合反应速度较慢。 湿式FGD加金属螯合剂工艺是在碱性或中性溶液中加入亚铁离子形成氨基羟酸亚铁螯合物。这类螯合物吸收NO形成亚硝酸亚铁螯合物，配位的NO能够和溶解的SO2和O2反应生成N2，N2O、连二硫酸盐、硫酸盐以及各种N-S化合物和三价铁螯合物。该工艺徐聪吸收液中去除连二硫酸盐、硫酸盐和N-S化合物，并将三价铁螯合物还原成亚铁螯合物，从而使吸收液再生。但是，吸收液的再生工艺十分复杂，成本很高。 针对这些问题，提出用含-SH基团的亚铁络合物作为吸收液，即半胱氨酸压铁溶液双脱工艺。 2、半胱氨酸亚铁络合法 针对EDTA络合法的不足，用含有-SH集团的亚铁络合剂，把半胱氨酸亚铁溶液作为吸收液，胱氨酸可通过盐酸水解毛发制得。研究表明，半胱氨酸亚铁溶液对烟气中的NOx吸收能力随PH值的不同而不同。在碱性条件下，吸收液对NO的脱除率明显高于中性条件，且PH值为9.0时，NOX的脱除率最高。 半胱氨酸亚铁溶液吸收NOx的反应过程非常复杂，根据红外光谱分析推测，当NO被半胱氨酸亚铁溶液吸收后，形成一种亚硝酸络合物，随后络合的NO被CyS-还原生成N2; 在此过程中，半胱氨酸被氧化成胱氨酸，在适当条件下胱氨酸能被SO2/OH体系还原成半胱氨酸。 由此可见，半胱氨酸亚铁络合法不仅能脱除烟气中的NOX，而且可以与脱硫系统联合运行。 在中性或碱性条件下，半胱氨酸亚铁以络合物Fe(CyS)2为主要存在形式。Fe(CyS)2与NO发生复杂的化学反应，主要形成二亚硝酰络合物，随后半胱氨酸被氧化成胱氨酸，而吸收的NO被还原成N2。NO脱除率受PH和Fe(CyS)2浓度的影响，但初始NO浓度的影响并不明显。脱除NO后被氧化生成的胱氨酸，能快速的被烟气中的SO2还原成半胱氨酸，再生的半胱氨酸可重新用于烟气的NO吸收，使脱硫脱硝反应得以循环进行。 推荐废气处理装置：活性炭吸附装置/活性炭吸收塔，废气净化塔/洗涤塔，喷淋塔，酸雾净化塔。 湿式络合吸收法能同时脱除SO2和NOX，目前尚处于试验研究阶段。影响其工业应用的主要障碍是反应过程中螯合剂的损失大和再生困难，利用率低，运行费用高。 3、氨洗涤双脱法 由于NH3是SO2的吸收剂，又是NOX的还原剂，因此，在一定条件下，它应具有双脱功能。在湿式洗涤系统中，有良好的脱硫吸收环境，但缺乏NOX还原的最适宜条件。不过，由于NH3和亚铵盐均具有还原作用。在吸收脱硫的过程中，可能会有一部分溶解的NOX与它们发生反应，被还原成N2。我国天津碱厂在(6MW)210t/h锅炉上，采用湿式氨法烟气脱硫装置证实了上述推断，获得95%的脱硫率和22%的脱销率。 高能电子束辐照氧化法 这种方法是利用高能电子撞击烟气中的H2O、O2等分子，激发并产生O、OH和O3等强氧化性的自由基团，将SO2氧化成SO3，SO3与H2O生成H2SO4，同时也将NO氧化成NO2，NO2与H2O生成HNO3，生成的酸与喷入的NH3反应生成硫酸铵和硝酸铵。根据高能电子的产生方法不同，这类方法又分为电子束辐照法和脉冲电晕等离子体法。 |
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