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烟气治理舶来技术有隐患
石灰石-石膏法脱硫技术和选择性催化还原脱硝技术,污染控制系统冗长复杂、硫硝资源浪费、副产物二次污染
张凡介绍说,目前,我国已投产应用的脱硫技术主要包括石灰石-石膏法、氨法、和干法、半干法脱硫等,应用最为广泛的是石灰石-石膏法技术。脱硝技术主要是在低氮燃烧的基础上采用选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)技术,其中以SCR技术为主。
他指出,我国现有的这些烟气治理技术如石灰石-石膏法脱硫技术、选择性催化还原脱硝技术等主要存在着污染控制系统冗长复杂、硫硝资源浪费、副产物二次污染等问题。
首先是燃煤烟气脱硫以石灰石-石膏湿法技术为主,造成石灰石开采量大,脱硫石膏资源化率较低,石膏堆积和脱硫废水二次污染严重等问题。
据统计,我国每年脱硫所需石灰石开采量约2000多万吨,每年排放的脱硫副产品(石膏)和脱硫废水分别近1亿吨,二者均含有较高浓度重金属,易形成二次污染问题;同时也造成了我国石灰石、硫、水资源的严重浪费。
脱硝采用的选择性催化还原(SCR)技术,存在对液氨需求量大、废催化剂二次污染等问题。张凡说,SCR技术以尿素或液氨为脱硝剂,每年运行需消耗大量的氨,若我国80%的电厂采用SCR技术,则每年消耗约500万吨的氨,占全国氨总产量的10%,而其副产物为不可回收的氮气。
同时,这一技术所用的催化剂主要成分以进口为主,限制了我国SCR脱硝事业可持续性发展,并且所用催化剂失效后难以处置,所含重金属易造成二次污染。
在脱汞方面,目前以协同脱除为主,存在污染转移问题。中国环境科学研究院开展公益项目(“燃煤烟气控制技术对汞等有害物减排规律研究”和“燃煤工业锅炉、窑炉重金属污染物排放标准限值及控制策略研究”)的研究结果表明,燃煤汞的60%~70%迁移至飞灰、脱硫石膏及脱硫废水中,容易形成汞的二次污染。
专家指出,针对我国目前燃煤烟气治理技术的现状,迫切需要开发适合我国国情的硫硝汞同时脱除与副产物商品化技术。
协同控制技术能否实现突破?
降低治理投资、占地、能耗和运行费用,减少二次污染并实现副产物的资源化再利用
业内专家表示,烟气多污染物协同控制技术从系统设计角度出发,对各污染物治理工艺进行一体化设计,同时有效配置动力、配电、输送等配套系统,降低污染治理的投资、占地、能耗和运行费用,减少二次污染并尽可能实现副产物的资源化再利用,具备商业推广价值,是未来减排技术的发展方向。
目前,国内外烟气多种污染物联合脱除技术研发主要集中在联合脱硫脱硝脱汞方面,有些还处在研发阶段,有些已取得了一定研究成果,并在部分领域建设了示范工程。比如活性炭吸附-催化一体化控制技术、臭氧氧化化学联合吸收技术、电子束法脱硫脱硝技术和氮肥增益烟气多污染物协同控制技术等。但是,这些技术还有待进一步试用完善后推广。
张凡介绍说,他们研发的氮肥增益烟气多污染物协同控制技术,根据将烟气中部分的NO氧化成NO2就能达到很好吸收效果的原理,通过自制的催化剂在一定浓度硝酸中催化氧化烟气中的NO,使得NO和NO2比例为1:1左
右,利用氨等碱液吸收去除,副产物硝酸铵通过氢氧化钙等钝化生成为硝酸铵钙,以实现脱硝的目标。
脱硫则通过自制稀土催化剂的氧化液与烟气中的二氧化硫反应,生成稀硫酸。同时在脱硫段,由于吸收液和催化剂的氧化性可将烟气中的零价汞氧化为二价汞并将其吸收脱除。
张凡表示,这一技术工艺简单,方便易行,综合能耗低;脱硝副产物硝酸铵钙可作为农用化肥回收;脱硫副产物硫酸,易商品化,且无副产物二次污染问题;脱硫段可同时协同脱除汞,还可避免汞的二次污染。
他还说,这一技术以氯铵形式回收了烟气中的氯离子,使脱硫工艺水可循环利用,实现无废水排放;脱除效率高,SO299%以上,NOx90%以上;由于NO的氧化不受烟气中其他成分和浓度的影响,因而能够适用不同氮氧化物浓度、成分的燃煤锅炉、工业锅炉、窑炉等烟气污染物的治理。
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