PDF《氧化吸收法同步脱除燃烧烟气中 SO2,》

? 文章编号:1007 ? 6735(2019)02 ?

0130 ?

07 DOI: 10.

13255/j.cnki.jusst.2019.02.005 氧化吸收法同步脱除燃烧烟气中 SO2, NOx 和CO2 的化学热力学及其评价 王大淇,????赵兵涛,????张梓均,????方童波 (上海理工大学?能源与动力工程学院,上海?200093) 摘要:湿化学法同步脱除烟气中气态污染物是燃烧源大气污染控制的重要方法之一,为探究采用 不同氧化吸收策略同时脱除燃烧烟气中 SO2,NOx 和CO2 的可行性,基于化学热力学原理,分析 了9种联合氧化吸收策略的性能,具体的氧化吸收策略包括:H2O2-NH3・H2O,H2O2-MDEA, H2O2-NaOH, O3-NH3・H2O, O3-MDEA, O3-NaOH, NaClO2-NH3・H2O, NaClO2-MDEA 和NaClO2- NaOH,并提出新的动态加权法对其性能进行综合评价.结果表明:上述所有策略均具有 SO2, NOx 和CO2 捕获的可行性.O3-NaOH,NaClO2-MDEA 和NaOH 做吸收剂的氧化吸收溶液分别对 单一脱硫、脱硝和脱碳效果最好.当综合考虑同步脱除 SO2,NOx 和CO2 时,NaClO2-MDEA 优 于其他策略,其结果可为燃烧烟气中的气体污染物的联合脱除提供参考. 关键词:SO2;

NOx;

CO2;

同步脱除;

氧化吸收;

热力学;

综合评价 中图分类号:TQ?03-39?文献标志码:A Thermodynamics and Assessment of Simultaneous Removal of SO2, NOx and CO2 from Combustion Flue Gas by Oxidation-Absorption Method WANG Daqi, ZHAO Bingtao, ZHANG Zijun, FANG Tongbo (School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China) Abstract: The?simultaneous?removal?of?gaseous?pollutants?from?combustion?flue?gas?by?wet?chemical methods?is?one?of?the?most?important?ways?for?the?air?pollution?control?from?combustion?sources.?To examine?the?feasibility?of?the?simultaneous?removal?of?SO2,?NOx?and?CO2?by?using?varied?oxidization- absorption?methods,?the?performances?of?nine?kinds?of?combined?oxidization-absorption?strategies?were analyzed?based?on?the?principle?of?chemical?thermodynamics,?including?H2O2-NH3・H2O,?H2O2-MDEA, H2O2-NaOH, ?O3-NH3・H2O, ?O3-MDEA, ?O3-NaOH, ?NaClO2-NH3・H2O, ?NaClO2-MDEA ?and ?NaClO2- NaOH.?Furthermore,?a?new?dynamic-weighted?method?was?proposed?to?comprehensively?assess?their performances.?The?results?show?that?all?the?strategies?have?the?removal?feasibility:?O3-NaOH,?NaClO2- MDEA?and?NaOH?perform?best?for?the?separate?removal?of?SO2,?NOx?and?CO2?respectively.?NaClO2- 上 ?海 ?理 ?工 ?大 ?学 ?学 ?报 第?41?卷?????第?2?期J.?University?of?Shanghai?for?Science?and?Technology Vol.?41????No.?2????2019 收稿日期:2018?01?14 基金项目:上海市自然科学基金资助项目(17ZR1419300) 第一作者:王大淇(1991C),男,硕士研究生.研究方向:燃烧源大气污染控制.E-mail:[email protected] 通信作者:赵兵涛(1976C),男,教授.研究方向:燃烧源大气污染控制.E-mail:[email protected] MDEA?is?superior?to?other?strategies?when?considering?capturing?SO2,?NOx?and?CO2?simultaneously. The?results?may?provide?a?reference?to?the?combined?removal?of?gaseous?gas?pollutants?from?combustion flue?gas. Keywords: SO2;

NOx;

CO2;

simultaneous removal;

oxidation-absorption;

thermodynamics;

comprehensive assessment ? 空气污染对环境和人类健康的威胁越来越大, 控制燃煤烟气污染物的排放成为保护大气环境的关 键方法之一 [1] .一般地,固定源燃烧烟气脱硫技术 根据其工艺特点可以分为湿法脱硫和干法脱硫两大类. 湿法脱硫主要有石灰石/石灰法、双碱法等 [2] .干法 脱硫主要有喷雾干燥法 [3] 、循环流化床干法烟气脱 硫法 [4] 、活性炭/活性焦催化氧化吸附法等 [5] .NOx 的脱除方法主要包括选择性催化还原(SCR)和选择 性非催化还原(SNCR)技术,但这两种技术的投资和 运行成本较为昂贵 [6] .此外,烟气脱碳包括吸收法、 吸附法以及膜法等 [7-9] .因此,在现有的湿法烟气脱 硫装置基础上,开发与其结合的协同脱除技术具有 广泛的应用前景 [10-12] .综合而言,湿化学法以其高的 捕获效率、低的再生能耗以及低的运行费用,已经 成为污染物联合或同步脱除技术或工艺的首选. 但是,常规 SO2,NOx 和CO2 的梯级单独序列脱除 方式限制了系统的技术经济性.研究表明,联合或 同步脱除 SO2 和CO2 将会降低 17% 以上的成本 [13] . 文献[14-20]通过热力学方法对氧化吸收 SO2,NOx 的方法进行了可行性分析,研究表明各类氧化吸收 组合对于同步脱除硫碳氮氧化物的效果较为显著. 马双忱等 [21] 进行了 O3 氧化同时脱硫脱硝的研究, 摩尔比 n(O3)∶ n(NO)=1∶