陶瓷窑炉烟气处理技术
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随着***民经济的不断发展,中***的陶瓷产业得到了快速发展。陶瓷生产于2005年在中***:日用陶瓷,175亿,35平方米建筑陶瓷、卫生陶瓷约000万年,产量居世界***,占世界的三分之二,情况很***。但它带来的负面影响——炉烟气污染变得越来越突出。我***90%的袜,90%的二氧化碳在***气中,80%的火箭氮氧化物污染(尘埃),和50%来自陶瓷窑、蒸汽锅炉等各种工业炉[1]。据统计,目前只有在日用陶瓷、建筑陶瓷生产有3 000多燃煤窑炉窑总数的70%,所以加工陶瓷窑烟气污染已成为当前应研究方向。陶瓷窑炉烟气污染物形成的组合机制,当前炉烟气处理技术和发展方向进行了综述。
1机制的陶瓷窑烟气污染陶瓷窑烟气中有害物质可以分为两种:一种是气相化学、吸烟,另一种是固相是***气污染的主要物质。
(1)袜来自煤炭、粘土、硫杂质在***约800℃是由氧化引起的。不仅在陶瓷生产燃烧燃料含硫杂质,和原材料以及一些硫杂质,如:黄铁矿(FeS2)、铁(SO4)3及硫酸钙,Na2SO4,等等。这些杂质存在于陶瓷的身体,在燃烧的过程中,要进行一系列的氧化还原反应。
(2)氮氧化物的生成类型有3种:a型、热氧化氮,使空气中氮的燃烧在高温下与氧气反应生成氮氧化物类型被称为热氮氧化物(T -氮氧化物)。B型、燃料、氮氧化物,因为煤含有许多有机含氮化合物如芳香氮杂环化合物,吡咯和衍生品,在高温的作用下NH3和HCN氧化生成氮氧化物生成。C型,快,氮氧化物,指的是在燃烧的过程中,燃料的碳氢化合物的分解,分解的中间和N2反应生成的氮氧化物。类型快速NOX生成很少,不能考虑。
1.2固相烟尘产生煤加热至350 ~ 600℃,***量挥发性碳氢化合物为主,进入室炉膛空间。但是低温缺氧条件下,挥发性不能正常燃烧,开裂,脱氢、复合材料、环化和生成碳苯环的物质的数量,炭黑;不完全燃烧生成烃类物质,烟尘;也可能是由于碳的还原反应和分解谷物;通过烟气飞灰和不烧煤粒尘埃;这些物质调节烟尘。全世界每年约有1亿t烟雾排放到空气中,如果不及时处理,不仅会污染,而且还损害人类的健康。
2烟气脱硫(F),陶瓷窑炉烟气中二氧化硫的浓度在0.5% ~ 1.0%,属于低浓度二氧化硫烟气。所以传统的接触酸法,经济和技术困难。低浓度二氧化硫烟气脱硫技术目前不同,根据脱硫过程可分为干法和湿法和干法;根据产品可分为抛弃、回收和处置方法一半恢复方法;根据吸附剂的使用分为和方法;吸收器的使用分为钙法、钠、镁、氨法、双碱和水账单,等等。每个人都有自己的科学分类方法提到的不足,本文对干燥、潮湿和半干法
2.1湿法脱硫技术的湿法烟气脱硫技术是一种烟气脱硫技术***成熟的技术,湿法脱硫的***点是硫的吸收氧化反应速率,缺点是由于排气温度约60°C,烟雾扩散效果差,需要***量的水。2.1.1石灰/石灰石-石膏法这种方法占据主要份额湿,是目前世界上***成熟、***稳定的脱硫工艺条件。石灰或石灰石用作吸收剂,吸收烟气中二氧化硫、亚硫酸钙的反应(CaSO3),然后这个产品到石膏(CaSO4·2水)。过程相对比较复杂,需要***殊的吸收剂制备车间、***型吸收塔氧化槽、投资较***,有二次污染问题,但脱硫效率可以达到90%以上。
2.1.2海水脱硫过程海水脱硫是近年来发展起来的一项新技术。使用自然的纯水过程烟气中二氧化硫的吸收剂,没有任何其他的添加剂,也不会产生任何废料,有简单的过程,可靠的系统操作,脱硫效率高,等等。
2.1.3其他湿过程除了传统的方法,和MgO方法,亚硫酸铵法,Wellman——主,柠檬酸钠,磷酸钠和一千代场法,液相湿生物还原法等。除了在中***研发的技术,如:西安交通***学的流化床式湿法脱硫技术,***学液柱喷射烟气脱硫系统,加强南京电力科学研究所石灰石湿法烟气脱硫技术,等等,但没有得到完整的应用程序。2.2干法脱硫技术的***点是干燥脱硫过程中,液相反应没有完全干燥的***家干预下,反应产物是干粉。它的主要***点是,可以处理***量的烟尘和废气温度下降很小,对烟囱周围地区由于吸烟,减少二次污染,减少用水量。缺陷是由于硫的吸收氧化反应速度慢,和排烟设备体积***,成本高的建筑。
2.2.1干喷射脱硫法,法律原则的作用是吸收剂在高速高压电晕充电区域,在其表面形成静电电荷,由于相同的电荷互相,使吸附剂粒子在烟气扩散很快,形成一个统一的悬浮状态,从而增加了与二氧化硫反应的机会。此外由于电晕离子,可以加强活动,缩短反应所需的停留时间,从而提高脱硫率。该方法的***点是简单而有效的脱硫技术,占地面积小,投资和运行成本较低,因为没有废水是干燥和腐蚀;缺点是,脱硫率较低,吸收剂利用率不足,比较复杂。
2.2.2电子束烟气脱硫技术是电子束烟气脱硫技术的基本原理,如氮气、氧气,在燃煤烟气和水蒸气,电子束辐照后,吸收很***一部分的电子束能量,如各种基生成***量的强烈反应哦,O,HO2,等等。这些基氧化二氧化硫的烟气生产硫酸,然后与之前注射氨反应硫酸铵。工艺流程简单,操作方便、烟气负荷负载能力,投资和操作费用低,无二次污染,脱硫脱硝同时,脱硫率可达90%以上,系统简单,操作方便,具有不同含硫量的烟气具有******的适应性。副产品硫酸铵和硝铵氮硫和氮资源的综合利用。电子束烟气脱硫的电子束加速器可以产生高电子,所以需要高功率电子枪,还需要防止辐射屏蔽、运行、及技术要求。
2.2.3脉冲电晕放电烟气脱硫技术的脉冲电晕放电烟气脱硫技术由电子束烟气脱硫技术,其机制是依靠高压脉冲发生器在普通反应堆形成等离子体,等离子体的方法是使用产生的高能电子将HO - H和O - O键打开,使其成为基或激活粒子,这些基或激活粒子可以与二氧化硫和氮氧化物反应。因为这些等离子体在室温下只有提高温度的电子,离子不提高温度,所以法律的能源效率至少2倍电子束法。这个方法可以从烟气重金属去除二氧化硫,氮氧化物,同时,所有的***点电子束辐照的方法,并且极***地降低了一次性投资。目前有很***的应用前景和技术的内外的广泛关注。2.3半干法半干式烟气脱硫技术是石灰乳喷淋液滴进入吸收塔,与二氧化硫反应生成烟气CaSO3及硫酸钙,通过加热烟气,石灰乳水分迅速蒸发,***后干燥状态的副产品。半干法脱硫技术的***点是反应气体和固体和液体阶段,利用烟气的显热液体蒸发吸收水分,使***终产品干粉,脱硫残留一般放弃治疗。和工艺流程简单,稳定,运行可靠,投资少,运行成本低,功耗仅为25% ~ 50%,湿,脱硫效率可以达到80% ~ 90%。然而,由于石灰的应用作为吸收剂,具有强烈的刺激性,会产生***量的热量的过程中消化和蒸汽,将导致负面影响人体和。旋转喷雾干燥方法是一种半干法,30%石灰的原则(< 100目)高速旋转(12 000 r / min)的作用下离心喷雾机的雾化成非常***滴,所以2在吸收塔烟气反应卡索3和卡索4,同时水滴是显热干燥烟气形成固体粉、除尘。
3目前***内氮氧化物烟气脱硝控制主要依赖低NOX燃烧控制技术,燃烧后烟气脱硝技术在***内的研究和应用相对较小。但随着***内近年来有关法律、法规和氮污染的注意的发布和实施,我***烟气脱硝技术的研究。烟气脱硝技术阶段反应法、吸附法、液膜法、微生物法、电化学过程,等几类。
3.1.1等离子体法、等离子体法是:电子束ZhaoSheFa,脉冲电晕,直流电晕放电、介质放电法、表面放电的方法,等等。
电子束ZhaoSheFa(EBA)和前面的脉冲电晕法烟气脱硫技术的介绍,它们可以同时脱硫脱硝技术,和脱硝效率相对较高。然而,由于设备结构的复杂性,以及能源消耗太***,使用寿命短等两种技术也只停留在实验室阶段,距离烟气的陶瓷行业在一定程度上。
3.1.2还原法还原法主要有:选择性催化还原法、选择性非催化还原法和碳热还原法、催化条件下,使用NH3,还原剂,如C将氮氧化物还原法对无害的氮气。
(1)选择性催化还原法(选择性催化还原(SCR)是目前世界上***广泛的工业应用的脱氮技术。它的基本原理是在适当的温度和催化剂的存在,NH3也是原来的气体,氨选择性的使用,重点减少氮氧化物。其主要反应如式(6)与式(7),也可能出现氨氧化反应,如式(8)(9),没有4 + 4型氨+ O2 - > 4 n2 + 6 h2o no2 + 8 nh3-7 n2 + 12 + 2水2 nh3 O2-4 nh3一氧化二氮+ 3 h2o + 3 O2、n2 2 + 6水(6)(7)(8)(9)低温还原反应为主,所以我们将严格控制反应器床层温度。反应催化剂包括Pt、Rh Pd和其他贵金属,如碱金属氧化物或沸石,脱硝率可以达到90%以上。防止失败的NH3和控制排气催化剂残留物是这项技术的关键。使用催化剂和工艺设备投资***,价格昂贵,***多数发展中***家,负担不起同时现有氨泄漏、设备腐蚀、品种成硫酸铵等问题。
(2)和选择性催化还原法(SNCR选择性非催化还原),这种方法的***点是不使用的催化剂,在高温(850 ~ 1050个对象(如尿素)作为还原剂使氮氧化物为氮气。主要反应如下:没有6 + 4 NH3 - > 5 2 N2 + 6水+ CO(NH2)2 + 1/2 o2和N2 + CO2 + 2水(10)(11)℃)产生活化能,相比之下,NH3或基于脲化合物可控硅***点是实现简单,技术系统低成本的***势;但是,脱硝率相对较低,氨消耗量***,SNCR系统逃逸氨不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部受热面,和NH3 SO3烟气可以产生(NH4)2 so4,容易造成空气预热器堵塞,增加腐蚀的风险。需要注意的是,近年来,研究表明,使用尿素作为原始代理氮氧化物也将转换一氧化二氮,一氧化二氮可以平流层的臭氧,此外,一氧化二氮会产生温室效应,也称为一氧化二氮产生的问题已引起人们的关注。
(3)SNCR和可控硅SNCR SCR烟气脱硝技术混合烟气脱硝技术是将SNCR还原剂喷到炉过程与可控硅技术的催化反应过程一起使用逃逸氨技术,进一步去除氮氧化物。它是将低成本的SNCR工艺***点与可控硅的过程效率高、有效低氨逃逸率。
3.1.3低温***气压等离子体分解方法低温***气压等离子体分解方法,使用超高压窄脉冲电晕放电产生的高能粒子的活跃影响氮氧化物,使其化学链断裂成氧气和氮气的方法。
3.2吸附法,氧化氮吸附去除常用与筛吸附剂,活性炭、天然沸石、硅胶、泥炭等一些吸收剂,如硅胶、筛、活性炭和催化性能,可以没有废气的催化氧化为NO2,然后水或碱吸收以回收。吸附脱硝效率高,能吸收氮氧化物,但由于吸附量很小,吸附剂用量,***型设备,通常可再生等原因,不能广泛应用。3.3液膜液膜净化烟气的能源技术中心(PETC)由美***能源部开发,其原理是利用液体的选择气体吸收,低浓度的气体在液相中的浓度。用于净化烟气不仅需要有选择性的液膜,气体的同时还必须具有******的透气性。研究表明,25℃ShiChunShui渗透率是***的,其次是NaHSO4,NaHSO3水溶液。
3.4包含微生物方法净化氮氧化物废气的原则是:额外的碳源脱氮剂,作为氮源减少氮氧化物NOX成无害的氮气,繁殖和脱氮剂本身生长。技术设备要求简单,投资和运行费用低、无二次污染,因此成为世界的热点话题之一,工业废气净化。微生物脱硝技术目前在***内外仍处于初步研究阶段。原因是脱氮微生物的基础研究是不够的,工业放***;有技术上的困难,另一方面,因为很***,使用的烟气,烟气中氮氧化物的主要形式和基本不溶于水,不能进入的液体培养基中微生物转换,加上微生物吸附没有能力差,导致实际氮氧化物净化速率很低。因此,没有太多实际意义对于陶瓷行业来说,微生物脱硝技术研究的关键是加强高效廉价减少氧化氮吸附功能细菌繁殖和相关微生物把***型固定载体及相关技术研究。
3.5电化学电化学方法使用电子洁净参与氧化还原反应,直接或间接地化学物质之间的转换不需要***量的应用程序(如氧化剂或还原剂的化学过程,和氧化剂或还原剂可以回收。Kleifges采用硫酸两S2O42——媒介不会减少对低氮的化合物,甚至两个硫酸氧化本身HSO3或SO3,然后电解还原硫酸HSO3甚至两或SO3再生。这种方法能够将不超过90%的成水溶性的物质。但氧化还原介质S2O42 - - - - - - - - - - -解决阴极室,阳极室的电化学还原HSO3得到反应不是利用,不利于资源的合理利用和低能耗的减少。此外,还有微波技术,二氧化钛光催化法、氯酸盐氧化法和其他方法。
4烟气除尘烟气除尘设备制造技术在中***的发展经历了四个阶段,***阶段主要采用“干旋风除尘装置”;***二阶段发展“文丘里水膜除尘器”;***三阶段为高压静电除尘;***四阶段袋除尘的发展。干式除尘的结构简单、投资少、除尘效率高,操作方便,但容易造成二次污染,文丘里水膜除尘器是一种湿法除尘,除尘效率高,方便、耐腐蚀、耐磨性***,但需要一个灰色的水处理厂。如果使用循环水闭,pH值会越来越低,系统需要防止腐蚀的措施。电动除尘效率高,处理烟雾量***,阻力低,但其影响除尘效率的静态属性的花蜜,外部巨***的、昂贵的投资,高操作的需求。已经成为一种新型的高效的袋式除尘除尘。发达***家,工业锅炉和电站锅炉烟气除尘广泛应用于袋除尘,除尘效率达99%以上,是一种新型的高效除尘方式,但它是滤袋的生活需要改善。5节语言在我们***家,烟气的除尘和脱硫更成熟的技术,和脱硝技术研究在研究阶段。氮氧化物从发展趋势如果不够重视氮氧化物可以替代二氧化硫成为***气污染的主要材料。将主办2008年奥运会,人们更加关注问题,科学发展观和构建社会主义和谐社会的要求,烟气处理后应该脱硫和脱硝和除尘一体化。***内外学者研究,整个陶瓷行业也应该遵守这一趋势,积极发展一体化的设备。
