摘 要

空气污染的主要原因是二氧化硫和氮氧化合物污染。最近几年，国家从严治理污染物排放随即制订了全新的排放标准，烟气脱硫脱硝除尘的方法需要推陈出新，脱除火电厂燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化合物成为现在改善大气环境的的关键问题。

本论文列举了多种脱硫脱硝一体化的技术，分析了各个方法的优势以及劣势，最终选择氧化铜吸附-SCR脱硫和氮氧化合物一体化技术， 根据设计的初步要求，对氧化铜吸附塔、尿素吸收塔和SCR反应器进行设计计算，并且对脱硝区的氨储罐等辅助设备进行了选型。绘制了氧化铜和SCR一体脱硫脱硝工艺流程图、设备配置图和车间布置图。

关键词：火电厂烟气，脱硫和氮氧化合物，尿素，选择性催化还原技术(SCR)，氧化铜吸附

Abstract

The main cause of air pollution is SO₂ and NO_X pollution. In recent years, the introduction of new pollutant discharge standards, flue gas purification technology ushered in unprecedented difficulties and challenges. How to economically efficient and green removal of flue gas SO₂ and NO_X has become a hot topic in the study of air pollution control experts.

This article lists several of the more common desulfurization and denitrification technology, and its comparative analysis, and ultimately determine the use of CuO adsorption and SCR one desulfurization and denitrification technology. According to the initial requirements, the CuO adsorption tower, urea - lime absorption tower and SCR reactor design and calculation, but also on the denitrification zone of ammonia storage tanks and other auxiliary equipment were selected. Finally, the process flow chart, equipment configuration diagram and workshop layout plan of CuO and SCR single desulfurization and denitrification were drawn, which basically met the design requirements.

Keywords: flue gas in thermal power plants, desulfurization and nitrogen oxides, urea, selective catalytic reduction (SCR), copper oxide

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 脱硫脱硝概述 1

1.3.1 活性炭吸附脱硫脱硝工艺 1

1.3.2 氧化铜同时脱硫脱硝工艺 2

1.3.3 同时脱硫脱硝工艺 3

1.3.4 SNRB 技术工艺 3

1.3.5 WSA—SNOX脱硫脱硝技术工艺 4

1.3.6 电子束法 4

1.3.7 活性焦吸附法(BF) 4

1.4 脱硫脱硝工艺流程和系统选定 5

1.4.1 工艺流程选择 5

1.4.2 工艺介绍 5

1.5 本章小结 6

第二章 烟气脱硫脱硝的系统设计计算 7

2.1 脱硫脱硝设计参数 7

2.2 氧化铜脱硫原理 7

2.3 氧化铜脱硫脱硝塔的设计计算 7

2.4 SCR 脱硝系统的设计计算 11

2.4.1 基本设计参数 11

2.4.2 SCR反应器设计计算 12

2.4.3 催化剂选型 17

2.5 SCR塔的设计计算 17

2.6 氨区的设计 19

2.6.1 液氨的用量计算 19

2.6.2 液氨的存储与供应系统 20

2.6.3 喷氨的方式 22

2.7 尿素脱硫系统设计 22

2.7.1 设计参数 22

2.7.2 尿素脱硫塔的设计计算 22

2.7.3 填料层高度的计算 26

2.8 本章小结 26

第三章 管道的设计及压损计算 27

3.1 设计原理 27

3.2 管道设计及压损计算 27

3.3 本章小结 34

第四章 其他设备设计计算及选型 35

4.1 烟囱的设计 35

4.2 液氨储罐及供应系统 35

4.2 鼓风机 37

4.3 液氨泵 37

4.4 除尘器选型 38

4.5 设备表 39

4.6 本章小结 41

第五章 结论与展望 42

参考文献 43

致 谢 44

第一章 绪论

1.1 选题背景

二十一世纪初人类社会面临了很多污染问题，其中就包括大气污染问题，解决大气污染问题其中一个的主要任务是减少火电厂燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化合物。由于我国煤炭资源丰富，常年以煤炭为主要的资源，煤炭燃烧会产生大量的二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等，致使煤炭成为我国大气污染的主要来源。我国的大多数煤炭直接用于火电厂焚烧生电和燃烧取暖，火电厂焚烧生电或者燃烧取暖的时候产生的烟气中包含了大量的有害气体比如二氧化硫和氮氧化合物，这些污染性气体不经过处理便被直接通过烟筒排放到大气中引发了很多危害，比如温室效应、酸雨和臭氧层破坏等。^[1]因此减少烟气中的二氧化硫中和氮氧化合物排放是当前大气污染控制领域迫在眉睫的任务。

1.2 研究意义

燃煤烟气中的SO₂和NO_X是大气污染物的主要来源，给生态环境带来严重危害。随着工业化的快速发展，烟气脱硫脱硝一体化技术逐渐被提上日程，引起各国学者的广泛关注。目前世界上研究开发的脱硫脱硝技术大致可分为两类：一类是传统的分步脱除，即将单独的脱硫和脱硝装置进行简单的串联，这种方式不仅系统庞杂、占地多，而且投资运行费用高，不便于大面积推广应用。另一类就是目前较为热门的一体化技术(Integrated technology)，该技术已逐步成为烟气净化应用的发展趋势。

1.3 脱硫脱硝概述

脱硫技术的研发已经有了上百年的历史。当前，控制二氧化硫排放的技术大概有一百多种，大体可以分为燃烧煤炭前脱硫、燃烧煤炭的时候脱硫、燃烧煤炭后烟气脱硫和煤炭的深加工后再利用。燃烧煤炭后烟气脱硫技术大体是采用液体吸收剂（石灰水等）或固体吸附剂（活性炭等）脱除烟气中的二氧化硫，并且把烟气中的气态硫化物转变为容易回收的固体硫化物或者单质。脱除烟气中的二氧化硫的方式可分为三种，分别是湿法、干法、半干法 。^[2]

脱硝的办法主要有电子束蒸发法、固体吸附法、液态化合物吸收法、微小生物法、选择性还原法以及非选择性还原法。

1.3.1 活性炭吸附脱硫脱硝工艺

活性炭吸收脱硫脱硝工艺是一种干式固相吸收和再生工艺。主要由吸附、解吸和硫回收三部分组成该工艺。机理为：烟气中的二氧化硫在脱硫塔中被吸附，接下来把二氧化硫催化氧化为吸附态硫酸，然后伴随着活性炭一起被送入分离塔；脱去的烟气将被送入第二级脱硝塔中，在活性炭的催化作用下与在塔中反应生成N₂。在分离塔中附了的活性炭在350℃下热解可再生。