烟气脱硫脱硝技术研究

南开大学本科毕业设计（论文）

烟气脱硫脱硝的技术研究

第1章前言 ............................................................................................................................. 3

1.1 人类面临的环境问题 .............................................................................................. 3

1.2 我国氮氧化物的排放及污染现状 .......................................................................... 4

1.2.1 我国燃煤电厂氮氧化物污染现状 ............................................................... 5

1.3 国内外氮氧化物烟气治理技术现状概述 .............................................................. 6

1.3.1干法 ................................................................................................................ 6

1.3.2 湿法 ............................................................................................................... 9

1.4 本研究内容、目的及意义 .................................................................................... 15

第2章实验材料及基本流程 ............................................................................................... 16

2.1 实验药品及仪器 .................................................................................................... 16

2.2实验装置 ................................................................................................................. 17

2.3工艺流程 ................................................................................................................. 18

2.3.1模拟烟气的配制 .......................................................................................... 18

2.3.2模拟烟气浓度检测 ...................................................................................... 18

2.4 分析方法 ................................................................................................................ 18

2.4.1 烟气分析 ..................................................................................................... 18

2.4.2 吸收液分析： ............................................................................................. 18

2.4.3 方法原理： ................................................................................................. 18

2.4.4 结果表示： ................................................................................................. 19

2.5 实验内容 ................................................................................................................ 20

2.5.1 实验吸收液和标准曲线的绘制 ................................................................. 20

2.6 实验内容 ................................................................................................................ 22

2.6.1 尿素浓度对脱硝效率的影响实验 ............................................................. 22

2.6.2 吸收液温度对脱硝效率的影响实验 ......................................................... 23

2.6.3吸收液PH对脱硝效率的影响实验 ............................................................ 23

2.6.4 NOX进气浓度对脱硝效率的影响实验 ...................................................... 24

第3章实验结果与讨论 ....................................................................................................... 25

3.1 脱硝影响因素研究 ................................................................................................ 25

3.1.1 尿素浓度 ..................................................................................................... 25

3.1.2 尿素吸收液温度 ......................................................................................... 27

3.1.3 尿素吸收液pH ........................................................................................... 29

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3.1.4 进气NO浓度 .............................................................................................. 30

3.2 小结 ........................................................................................................................ 32

致谢 ....................................................................................................................................... 34

参考文献 ............................................................................................................................... 35

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第1章前言

1.1人类面临的环境问题

人类在享用工业化所带来的物质和社会利益的同时，环境问题也变得日益突出，甚至有些紧迫。为实现人类的可持续发展，污染控制成为必然所趋。现如今，环境问题已经成为一个全球性问题，环境问题的解决也必须依赖世界各国的倾力协作。

大气污染是二十一世纪人类社会生存和发展所面临的最严重问题之一。随着工业化和城市化的发展，废气排放量逐年增加，大量的污染物排放到有限容量的大气环境中，污染了大气环境，造成严重的后果。特别是近50年，大气污染程度远远超过前150年，二十世纪发生的8次重大的世界公害就有5次是由于工业废气而引发的大气污染，造成大量的人畜死亡，影响极其深远。大气污染已经造成酸雨泛滥、温室效应引起气候异常、光化学烟雾频繁发生等自然灾害，如任其发展，最终会导致地球环境严重破坏，物种灭绝、人类怪病百出、生存面临威胁[1]。

氮氧化物(NOX)是大气主要污染物之一,也是当前大气污染治理的一大

难题。氮氧化物对人的健康和动植物的生长都有较大危害。大气中的NOX在太阳光的作用下会引起光化反应, 形成光化学烟雾, 可能造成严重的大气污染事件。如今，氮氧化物废气已成为社会的一大公害, 对含氮氧化物废气的治理工作也已提到环境保护的重要议事日程上。为了治理氮氧化物这一有毒有害气体, 人们研究了许多治理方法, 目前主要的脱硝方法无外乎三种：1燃料脱氮；2改进燃烧方式和生产工艺, 即燃烧中脱氮包括空气分级燃烧、○○

3燃料再燃、低二燃烧器、浓淡偏差燃烧、低氧燃烧和烟气再循环燃烧等；○

烟气脱硝, 即燃烧后二控制技术。

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1.2我国氮氧化物的排放及污染现状

当前我国大气污染状况依然十分严重，主要表现为煤烟型污染。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一直在较高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。

在能源消费快速增长的背景下，氮氧化物排放量正以超过6%的年增长率增长[2]。我国的电力行业以燃煤发电为主[2,3], 2003～2007年的5年间,火电厂装机容量增长91%，煤耗量增长了61%[ 3 ]，火电厂氮氧化物年排放量约为900万t，占我国排放总量的近40% ，是氮氧化物控制的重点行业[2,3]。近年来，我国火电厂氮氧化物控制工作已经起步，关停小火电机组、在役机组的低氮燃烧技术改造和新增机组低氮燃烧技术及部分烟气脱硝装置的建成并投入运行，对降低氮氧化物排放水平起到了一定作用，为进一步控制火电行业氮氧化物的排放提供了良好基础。但是与世界发达国家相比较，我国火电行业单位发电量的氮氧化物排放水平仍然很高，为3. 21g/KW时，与发达国家1999年的水平比较，是美国的1.3倍，英国的1.6倍，德国的3.4倍，日本的10倍[3]。

随着国民经济的高速发展，城市化进程的加快，机动车保有量急速增长和能源密集型工业的快速发展，使得我国氮氧化物（NOX）人为排放量显著

增加。据相关数据统计，我国氮氧化物（NOX）总排放量1980年约为468万

t， 2000年增至1177万t，平均年增长4.6%，到2004年又猛增至1600万t。近两年，中国NOX的排放量仍然呈现出快速增加的态势，若不采取进一

步的排放控制措施，到2020年，中国的氮氧化物（NOX）排放总量将可能达

到2363-2914万t，致使环境污染进一步加剧。

近十年来，NOX排放量的剧增使我国城市大气中的NOX污染程度加重。国

家环境质量标准规定，居住区的平均浓度必须低于0.10 mg/m3，年平均浓

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度低于0.05 mg/m3。1997年在全国357个城市中，NOX浓度年均值范围为

0.001-0.140 mg/m3，其中291个城市NOX浓度年均值达到国家二级标准(0.05

mg/m3)，占81.5%，66个城市超二级标准，占18.5%。1998年全国311个城市，NOX浓度年均值范围为0.006-0.152 mg/m3，其中252个城市NOX浓度年

均值达到国家二级标准(0.05 mg/m3)，占81.0%，59个城市超二级标准，占19.0%。1997-1998年，NOX浓度年均值超过国家三级标准(0.10 mg/m3)的城

市有北京、广州和上海三市。根据1991-1998年8个年度的统计，环境空气中NOX平均浓度的年度变化趋势不明显，但北京等少数特大城市的污染有加

重趋势。

氮氧化物的大量排放，也是酸雨形成的一个重要因素。近年酸雨中硝酸盐离子的浓度明显呈迅速上升趋势。据1985年以来《华南酸雨研究》、《中挪酸雨综合监测项目》有关课题在四川、贵州、福建、辽宁、山东和浙江等地所做的硫酸盐离子、硝酸盐离子监测值可知，20世纪80年代，中国大部分地区酸性降水中硫酸盐离子浓度和硝酸盐离子浓度比例为10左右，表明硫酸盐离子污染占有绝对优势；但是90年代末该比值已下降至6左右；而最近的监测结果表明，部分地区酸性降水中硫酸盐离子浓度和硝酸盐离子浓度的比例进一步降低，甚至达到3以下或更低。因此，防止酸雨污染，不但要控制SO2,还必须同时控制氮氧化物。