脫硫脫硝的難點有哪些
脫硫脫硝(煙氣脫硫FGD和煙氣脫硝SCR/SNCR)是控制燃煤電廠、工業鍋爐等排放中二氧化硫(SO?)和氮氧化物(NOx)的關鍵技術,但在實際應用中面臨多重難點,涉及技術、經濟、運行等多個方面。以下是主要難點分析:
1. 技術難點
脫硫(SO?控制)
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高硫燃料適應性:處理高硫煤時,傳統石灰石-石膏法需大量吸收劑,易導致設備堵塞、結垢,且副產物處理難度增加。
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反應效率與穩定性:SO?吸收受pH值、溫度、液氣比等因素影響,需精確控制條件以保持高效反應。
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二次污染風險:濕法脫硫產生的廢水含重金屬、氯化物等,處理不當易污染水體;干法脫硫的廢渣處置也可能引發環境問題。
脫硝(NOx控制)
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低溫脫硝效率低:SCR(選擇性催化還原)技術需在300-400℃下運行,若煙氣溫度低(如燃氣鍋爐),催化劑活性不足;SNCR(非催化還原)在高溫窗口(900-1100℃)操作,溫度波動易導致氨逃逸或效率下降。
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催化劑中毒與壽命:煙氣中的砷、堿金屬、粉塵等會毒化SCR催化劑,增加更換成本(催化劑占SCR系統成本的40%以上)。
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氨逃逸控制:過量噴氨會導致逃逸的NH?與SO?反應生成硫酸氫銨(ABS),堵塞空預器等設備。
協同脫除問題
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SO?與NOx的相互干擾:SO?可能氧化為SO?,與NH?反應生成ABS,影響脫硝催化劑活性;同時,脫硝前的SO?濃度過高會限制后續脫硫負荷。
2. 經濟性難點
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高投資與運行成本:SCR系統需昂貴催化劑,濕法脫硫需大型漿液循環設備,初始投資可達電廠總投資的10%-20%。
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副產物價值低:脫硫石膏、硫酸銨等副產物市場需求波動大,難以抵消處理成本;部分技術(如電子束法)副產物利用難度更高。
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能耗問題:脫硫系統增壓風機、脫硝系統預熱能耗高,可能降低電廠效率1%-3%。
3. 運行維護難點
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設備腐蝕與磨損:濕法脫硫中Cl?、SO?2?等腐蝕吸收塔,高粉塵煙氣磨損催化劑。
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系統復雜性:多污染物協同控制(如SO?、NOx、Hg等)需整合多種技術,增加控制難度。
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適應負荷變化:燃煤機組調峰運行時,煙氣參數波動大,可能導致脫硝效率不穩定。
5. 技術路線選擇困境
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工藝匹配性:高硫煤適合濕法,但缺水地區需用干法;低溫煙氣需開發低溫催化劑或氧化法脫硝。
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技術成熟度:新興技術(如臭氧氧化、微生物法)尚未大規模應用,經濟性待驗證。
解決方向
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催化劑改良:研發抗中毒、寬溫度窗口的SCR催化劑(如釩鎢鈦體系改性)。
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智能化控制:通過AI優化噴氨量、漿液循環量等參數。
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資源化利用:將SO?轉化為硫酸、NOx轉化為硝酸,提升副產物價值。
總之,脫硫脫硝的難點集中在高效性、經濟性、長周期穩定運行以及應對日益嚴格的環保標準上,未來需通過技術創新和系統優化實現多目標平衡。
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