燃煤煙氣中多污染物聯合脫除及氮硫碳資源化利用全流程一體化檢視原始碼討論檢視歷史

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燃煤煙氣中多污染物聯合脫除及氮硫碳資源化利用全流程一體化本成果針對我國目前在環境保護和二氧化碳減排方面面臨的嚴峻壓力，聚焦燃煤電廠煙道氣綜合治理和氮硫碳資源化利用的全鏈條協同解決方案，在實現煙氣達標排放的同時，通過低溫氧化、微藻吸收、光電轉化等途徑將煙氣中的NOx、SOx、CO2轉化為硝酸鹽、固體微藻、甲醇、乙醇、甲酸等高附加值產品，並將上述過程與光伏發電等可再生能源利用技術的銜接，形成新的負碳化技術方案。

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煙氣多種污染物聯合脫除技術

煙氣多種污染物聯合脫除技術按分離劑分為3類，即多種污染物的吸附劑脫除技術、催化劑脫除技術和光催化劑脫除技術。其中，吸附劑脫除技術主要採用炭基材料;該技術可脫除多種污染物，但脫除效率一般，吸附劑消耗量大，且吸附劑的再生困難。催化劑脫除技術主要集中於以CO、NH3、CH4等催化還原同時脫硫脫硝和SCR同時脫硝除汞; 該技術脫除效率高，但存在催化劑中毒問題。光催化劑脫除技術主要採用TiO2光催化劑，該技術操作溫度低，但對濃度高的廢氣處理效率較低，以及光催化劑對一般光源利用率低等，使其在工業應用中受到很大制約。最後，對干法煙氣同時脫除技術進行了展望。

簡介

我國是世界第一大產煤國，煤炭占能源結構的比例高達75.9%。根據2013年中國統計年鑑，我國發電廠主要以火力發電為主，而煤炭消耗大部分為電力用煤; 隨着煤炭資源的大量消耗，我國對煙氣中二氧化硫、氮氧化物、煙( 粉) 塵等主要大氣污染物的排放量實行越來越嚴格的控制標準，並卓有成效。燃煤煙氣排放量大，煙氣成分複雜，含有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、煙塵以及微量重金屬元素等多種有毒污染物。因而如何經濟有效地控制燃煤煙氣多種污染物的排放是我國乃至世界能源和環保領域急需解決的關鍵性問題。

燃煤煙氣中的硫氧化物、氮氧化物、汞等大氣污染物對人和生態環境造成了極大的危害，因而世界各國相繼頒布了法律法規，嚴格控制燃煤電廠二氧化硫、氮氧化物及汞等的排放。《火電廠大氣污染物排放標準》( GB 13223-2011)中規定，二氧化硫的排放限值為現有鍋爐200mg/m3，新建鍋爐100mg/m3; 氮氧化物的排放限值為100 mg /m3 ; 並於2015年1月1日起對汞及其化合物按排放限值為0．03mg/m3的要求執行控制。現在所面臨的問題是如何將煙氣淨化過程從單一污染物控制發展到多種污染物協同脫除，這是一項重大的挑戰，也是研究的熱點。我國許多研究者報道了煙氣多種污染物一體化控制技術。

目前，世界上研究開發的煙氣淨化一體化技術按脫除機理可分為兩大類，即聯合脫除技術( combined removaltechnology) 和同時脫除技術( simultaneous removaltechnology) 。其中，聯合脫除技術主要是指聯合SCR/SNCR 多脫技術，其建立在SCR/SNCR 技術脫除NOx的基礎上，結合各種脫硫技術，如鈣基吸

附法、CuO/A12O3氧化吸附法，貴金屬催化氧化法等。該類技術脫硫脫硝過程相互獨立，具有良好的脫硫脫硝效率，每個脫除單元都已有成熟的技術，便於整合開發，因此，目前國外市場上存在許多以該類技術為基礎而開發出的工藝。與同時脫除技術相比，聯合脫除技術需要多套裝置，故存在占地面積大、工藝流程複雜，運行成本高等的不足。同時脫除技術又可以分為濕法煙氣同時脫除技術和干法煙氣同時脫除技術。硫汞硝的濕法同時脫除技術主要有: 浙江大學的自由基結合鹼液吸收技術、浙江大學王智化博士等提出的臭氧結合鹼液吸收多脫技術及浙江大學肖海平博士提出的有機鈣多種污染物同時脫除技術、美國ThermalEnergy International 公司THERMALONOXTM 技術( 即黃磷激發氧化吸收技術) 及Argonne 國家實驗室ANL 開發的NOXSORB 技術 ( 利用次氯酸和次氯酸鈉) 等。以上方法均採用氧化劑對多種污染物進行氧化再聯用濕式吸收，其脫除率較高，但廢液回收處理工序複雜、二次污染、腐蝕及堵塞設備、占地面積大、運行成本高等問題的存在限制了其工業化應用。

相比之下，干法煙氣同時脫除技術具有無廢液回收處理工序、無設備腐蝕及堵塞、二次污染小的優點，所以目前燃煤煙氣中多種污染物脫除的研究以干法煙氣同時脫除技術居多，而且大部分來自國內的報道。國內外現有的干法煙氣同時脫除技術按機理及所使用的分離劑可分為3種: 多種污染物吸附劑脫除技術、多種污染物催化劑脫除技術、多種污染物光催化劑脫除技術。主要對國內外干法煙氣同時脫除技術按吸附劑、催化劑、光催化劑進行分類論述，並分別進行簡述，最後對干法煙氣同時脫除技術進行展望。