活性焦吸附法脫硫脫氮的優點:
①具有很高的脫硫率(98%)。
②能除去濕法難以除去的SO3。
③能除去廢氣中的HCl、HF、砷、硒、汞,是深度處理的技術。
④在低溫下(100~200℃)能得到高的脫氮率(80%),因而不需要廢氣升溫裝置。
⑤具有除塵功能。
⑥過程中不用水,無需廢水處理裝置,沒有二次污染問題。
⑦堿、鹽類對活性焦炭沒有影響,不存在吸附劑中毒問題。
⑧建設費用低,使用動力小則運行費用低。
⑨廠地面積小也可以建設。
⑩可以回收副產品,高純硫磺(99.95%)或濃硫酸(98%)或高純液態SO2,其中任選一副產品。
活性焦吸附法脫硫脫氮的主要問題:
①固態的熱吸收劑循環使用,是機械的方式,操作較復雜。
②吸附劑在運行中有磨損消耗,是成本的主要部分。
③煙氣通過吸附床有較大的壓力降由于以上特點,因此在美國政府調查報告中認為,該技術是最先進的煙氣脫硫脫氮技術〔9〕
3、經濟分析
由于排煙循環流化床是屬于燃燒中進行脫硫脫氮,處理方法不同于其他三種方法(燃燒后煙氣處理),所以不列入經濟比較之內。
根據美國能源部(DOE)報告,一個500MW的火力發電廠,用濕法脫硫(FGD)其設備費用為175/kw,運行費用18mille/kwh,在其后組合進SCR法脫氮,設備費為125/kw,運行費為6.2mille/kwh(催化劑使用壽命按6年計算,若按4年壽命則為7.6mille/kwh)〔10〕,因此合計起來該組合法脫硫脫氮的設備費用為300/kw,運行費為24.2mille/kwh。
活性焦吸附法按300MW規模的火電廠煙氣同時脫硫脫氮,其設備費用為175~225/kw,運行費用為10.8mille/kwh。
電子束法100MW規模的電廠,煙氣同時脫硫脫氮,根據美國能源部報告的數據,設備費用是247/kw,運行費是21.6mille/kwh。根據日本資料報道,電子束法用于500MW規模的電廠,設備費是組合法的70%~80%,運行費是組合法的90%,由此計算,500MW規模的電廠,電子束法的設備費是210~240/kw,運行費是21.7mille/kwh,這個數值與美國能源部報告的數值是一致的。
通過以上分析這三種方法的經濟比較結果見表1。
表1 三種脫硫脫氮方法的經濟比較
項目 組合處理法 電子束法 活性焦吸附法
設備占的空間比例 100% 40% 較小
設備費$/kw 300 210~240 175~225
(占的比例) 100% 70%~80% 65%~75%
運行費用mille/kwh 24.2 21.7 10.8
(占的比例) 100% 90% 45%
電廠規模MW 500 500 300
注:活性焦吸附法是按300MW計算的,若按500MW同樣規模比較,經濟效益會更好。
根據表1經濟分析結果表明,活性焦吸附法的設備費用和運行費用都比較低,需要的建設空間也小,尤其是運行費用是電子束法的50%,所以活性焦吸附法在經濟上具有競爭力。
4、結語
活性焦吸附法雖然開發歷史較短,但是進展速度非常快,日本在1981年開始進行了1000/Nm3h-1煙氣脫硫脫氮試驗,到1989年即在西德建立了32/萬Nm3h-1的電廠燃煤煙氣處理裝置,處理效果非常好。相比之下,電子束法盡管開發的歷史較早(1970年),在技術上也有許多優點,但是由于大容量的電子加速器功率較大,耗電高,價格昂貴,建設燃煤電廠大型的實用規模的處理裝置比較困難,因此實際進展速度并不快。
活性焦吸附法脫硫脫氮有完整的工藝系統,最終可以得到高質量的副產品,隨著我國經濟的快速發展,對環境質量要求將愈來愈高,必將對二氧化硫、氮氧化物制定更加嚴格的排放標準,所以一方面可以滿足當前對SO2控制的要求,又要為控制NOx作技術準備。因此,這種技術即屬于超前性,又具有推動環境可持續發展的戰略意義。
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