??????? 活性焦吸附法是西德BF(Bergbau-Forschung)公司在1967年開發(fā)的,日本的三井礦山(株)公司根據(jù)日本的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行了改進(jìn),吸收了西德BF公司的成功經(jīng)驗(yàn),于1981年到1983年進(jìn)行了1000/ Nm3h-1規(guī)模的試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上又于1984年10月在自家的燃煤電廠建立了處理能力3萬/ Nm3h-1的工業(yè)試驗(yàn)裝置。經(jīng)過改進(jìn)和調(diào)整,達(dá)到長期、穩(wěn)定、連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn),脫硫率幾乎100%,脫氮率在80%以上,被日本通商產(chǎn)業(yè)省認(rèn)定為第一號商品化裝置。(根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果,獲得了各種,肯定了該技術(shù),并定名為三井BF法。同時(shí)建立了3000/ta-1成型活性焦的商品化制造廠。
??????? 在我國1991年,由遼寧省科學(xué)研究所承擔(dān)“同時(shí)脫硫脫氮綜合利用一體化”項(xiàng)目,并于2001年通過了遼寧省科技廳技術(shù)鑒定。該成果主要在三井BF方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),利用我國煤炭特點(diǎn)(灰分高>10%)研制出活性焦,其比表面積低,強(qiáng)度高,脫硫率90%,脫氮率80%,并且初期脫硫率、脫氮率均高于三井BF法,取得滿意效果〔8〕。
??????? 活性焦吸附法脫硫脫氮的優(yōu)點(diǎn):
??????? ①具有很高的脫硫率(98%)。
??????? ②能除去濕法難以除去的SO3。
??????? ③能除去中的HCl、HF、砷、硒、汞,是深度處理的技術(shù)。
??????? ④在低溫下(100~200℃)能得到高的脫氮率(80%),因而不需要升溫裝置。
??????? ⑤具有除塵功能。
??????? ⑥過程中不用水,無需處理裝置,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(shè)費(fèi)用低,使用動(dòng)力小則運(yùn)行費(fèi)用低。
??????? ⑨廠地面積小也可以建設(shè)。
??????? ⑩可以副產(chǎn)品,高純硫磺(99.95%)或濃硫酸(98%)或高純液態(tài)SO2,其中任選一副產(chǎn)品。
??????? 活性焦吸附法脫硫脫氮的主要問題:
??????? ①固態(tài)的熱吸收劑循環(huán)使用,是機(jī)械的方式,操作較復(fù)雜。
??????? ②吸附劑在運(yùn)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(diǎn),因此在美國政府調(diào)查報(bào)告中認(rèn)為,該技術(shù)是最先進(jìn)的煙氣脫硫脫氮技術(shù)〔9〕
??????? 3、經(jīng)濟(jì)分析
??????? 由于排煙循環(huán)流化床是屬于燃燒中進(jìn)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(jīng)濟(jì)比較之內(nèi)。
??????? 根據(jù)美國部(DOE)報(bào)告,一個(gè)500MW的火力發(fā)電廠,用濕法脫硫(FGD)其設(shè)備費(fèi)用為175/kw,運(yùn)行費(fèi)用18mille /kwh,在其后組合進(jìn)SCR法脫氮,設(shè)備費(fèi)為125/kw,運(yùn)行費(fèi)為6.2mille/kwh(催化劑使用壽命按6年計(jì)算,若按4年壽命則為 7.6mille/kwh)〔10〕,因此合計(jì)起來該組合法脫硫脫氮的設(shè)備費(fèi)用為300/kw,運(yùn)行費(fèi)為24.2mille/kwh。
??????? 活性焦吸附法按300MW規(guī)模的火電廠煙氣同時(shí)脫硫脫氮,其設(shè)備費(fèi)用為175~225/kw,運(yùn)行費(fèi)用為10.8mille/kwh。
??????? 電子束法100MW規(guī)模的電廠,煙氣同時(shí)脫硫脫氮,根據(jù)美國部報(bào)告的數(shù)據(jù),設(shè)備費(fèi)用是247/kw,運(yùn)行費(fèi)是21.6mille/kwh。根據(jù)日本報(bào)道,電子束法用于500MW規(guī)模的電廠,設(shè)備費(fèi)是組合法的70%~80%,運(yùn)行費(fèi)是組合法的90%,由此計(jì)算,500MW規(guī)模的電廠,電子束法的設(shè)備費(fèi)是210~240/kw,運(yùn)行費(fèi)是21.7mille/kwh,這個(gè)數(shù)值與美國能源部報(bào)告的數(shù)值是一致的。
??????? 通過以上分析這三種方法的經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果見表1。
??????? 表1 三種脫硫脫氮方法的經(jīng)濟(jì)比較
??????? 項(xiàng)目? 組合處理法 電子束法? 活性焦吸附法?
??????? 設(shè)備占的空間比例 100%?? 40%? 較小?
??????? 設(shè)備費(fèi)$/kw 300 210~240 175~225?
??????? (占的比例)?? 100% 70%~80%? 65%~75%?
??????? 運(yùn)行費(fèi)用mille/kwh? 24.2 21.7 10.8?
??????? (占的比例)? 100%?? 90%?? 45%?
??????? 電廠規(guī)模MW? 500?? 500 300?
??????? 注:活性焦吸附法是按300MW計(jì)算的,若按500MW同樣規(guī)模比較,經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。
??????? 根據(jù)表1經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明,活性焦吸附法的設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都比較低,需要的建設(shè)空間也小,尤其是運(yùn)行費(fèi)用是電子束法的50%,所以活性焦吸附法在經(jīng)濟(jì)上具有競爭力。
??????? 4、結(jié)語
??????? 活性焦吸附法雖然開發(fā)歷史較短,但是進(jìn)展速度非???,日本在1981年開始進(jìn)行了1000/Nm3h-1煙氣脫硫脫氮試驗(yàn),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(fā)的歷史較早(1970年),在技術(shù)上也有許多優(yōu)點(diǎn),但是由于大容量的電子加速器功率較大,耗電高,價(jià)格昂貴,建設(shè)燃煤電廠大型的實(shí)用規(guī)模的處理裝置比較困難,因此實(shí)際進(jìn)展速度并不快。
??????? 活性焦吸附法脫硫脫氮有完整的工藝系統(tǒng),最終可以得到高質(zhì)量的副產(chǎn)品,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對環(huán)境質(zhì)量要求將愈來愈高,必將對二氧化硫、氮氧化物制定更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),所以一方面可以滿足當(dāng)前對SO2控制的要求,又要為控制NOx作技術(shù)準(zhǔn)備。因此,這種技術(shù)即屬于超前性,又具有推動(dòng)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義。
???????