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    LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺及成套装备

    时间:2014年04月08日

    研制单位: 北京利德衡环保工程有限公司              
    鉴定形式: 专家鉴定会                
    鉴定日期: 2014年3月19日            

    技术原理:
    LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺以湿式脱硫、液相氧化-还原吸收脱硝为基本原理,在一个吸收塔内实现锅炉烟气的联合脱硫脱硝。技术原理如下:
    (1)湿法脱硫(钙法或镁法)
    将氧化钙或者氧化镁制浆作为脱硫剂,与烟气中SO2混合接触反应去除SO2。钙法产生的亚硫酸钙可强制氧化生成硫酸钙(石膏),镁法产生的亚硫酸镁、硫酸镁可经浓缩、过滤或结晶制备镁肥。主要反应如下:
        钙法:Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
               Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
               CaSO3+0.5O2→CaSO4
        镁法:Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O
             Mg(OH)2+H2SO3→MgSO3+2H2O  
             MgSO3+0.5O2→MgSO4
    (2)液相氧化
     以NaClO3(99%)和浓盐酸(31%)为原料制备高浓度ClO2,稀释高浓度ClO2配成一定浓度的氧化剂溶液,与烟气中的NO反应将其氧化为高价态的NOx(主要是NO2)。主要反应如下:
               2ClO2+5NO+H2O→2HCl+5NO2
               Cl2+NO+H2O→2HCl+NO2
    (3)还原脱硝
    利用脱硫生成的亚硫酸盐浆液(根据工艺可添加助剂R)作为还原剂与烟气中NOx反应,将NO2还原为N2和部分亚硝酸盐、硝酸盐去除。反应机理如下:
                2SO32-+NO2→2SO42-+0.5N2
                2SO32-+2NO2+2OH-→2SO42-+NO2-
    亚硝酸盐通过曝气,强制氧化为硝酸盐:
                NO2-+0.5O2→NO3-

    工艺流程:
    锅炉烟气经除尘后进入吸收塔,塔内设置集液升气装置,将吸收塔从下到上依次分为脱硫段、氧化段和脱硝段,每段各自成为独立的循环系统。工艺流程示意如下:



                            LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺流程示意图 

    采用钙法脱硫时,除尘后烟气先在烟道进口段与喷入的NaOH溶液反应进行预脱硫生成脱硝剂(Na2SO3),接着在脱硫段与石灰浆液反应进一步去除SO2,然后在氧化区经ClO2溶液喷淋氧化NO为NO2,最后在脱硝段与预脱硫形成的Na2SO3溶液反应去除NOX后排放。脱硫产生的CaSO3通过曝气强制氧化生成CaSO4,经过滤设备进行固液分离,固体进行综合利用;脱硫废水进入废水处理系统;脱硝氧化系统及吸收系统产生的废水(主要含Cl-、Na+及少量的NO2-)排至脱硫废水处理系统一并处理。
    采用镁法脱硫时,除尘后烟气先与氧化镁浆液反应脱硫,然后进入氧化区经ClO2溶液喷淋氧化NO为NO2,最后与脱硫产物MgSO3溶液在脱硝吸收段反应脱硝后排放。脱硫产生的MgSO3和MgSO4直接浓缩、过滤或结晶制备镁肥;脱硝氧化系统产生的废水排放至脱硫废水处理系统一并处理。

    主要技术经济指标:
    (1)脱硫效率≥95%;
    (2)脱硝效率≥70%~85%;
    (3)脱硫脱硝系统阻力≤1800Pa;
    (4)典型项目投资、运行成本:2×75t/h燃煤工业锅炉湿法脱硫脱硝工程总投资约为1200万元(含土建投资),年运行费用约246万元(含原材料和水电费用)。

    鉴定意见:
    中国环境保护产业协会于2014年3月19日在北京组织召开了北京利德衡环保工程有限公司研发的“LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺及成套装备”成果鉴定会。与会专家(名单附后)听取了工作报告及技术报告,审阅了相关的技术文件资料以及该技术在西安高新区热力有限公司2台75t/h燃煤工业锅炉上实际运行情况的视频,经质询和讨论,形成如下鉴定意见: 
    一、项目技术路线可行,提供的资料齐全、内容翔实,符合鉴定要求。
    二、项目将“湿法脱硫+液相氧化+还原脱硝”三段工艺设计于同一吸收塔内,且各工艺段自成循环系统、互不影响,可实现燃煤工业锅炉烟气联合高效脱硫脱硝的目的。
    三、项目在湿式烟气脱硫的基础上,协同“液相氮氧化物氧化+吸收”实现联合脱硫脱硝、氧化剂和吸收剂筛选、以及氧化-吸收塔内部构件设计等方面创新性明显。
    四、项目成果已在北京、西安等地多个35~100t/h燃煤工业锅炉烟气处理中得到应用。其中,西安高新区热力有限公司燃煤工业锅炉烟气处理工程环境保护验收监测显示,脱硫脱硝塔出口SO2浓度<50mg/m3,NOx浓度<100mg/m3,脱硫效率>95%,脱硝效率>70%,脱除效率稳定。
    五、项目的投资及运行成本与传统的SCR+WFGD脱硫脱硝工艺相比,具有一定优势。
    综上所述,该项目为燃煤工业锅炉同时脱硫脱硝提供了一种实用的新技术,适合我国国情,总体达到国内先进水平。
    建议:
    加强对已有工程应用的经验总结,并关注设备腐蚀等影响系统稳定运行的相关问题。
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