(2) Ca(OH)2的变化:

Ca(OH)2(s)=Ca(OH)2(aq)=Ca2++2OH- (2. 5) (3) SO2与消石灰的反应:

SO2(aq)+Ca(OH)2(aq)=CaSO3。1/2H2O(s)+1/2H2O (2. 6) (4) CaSO3的氧化反应:

CaSO3。 1/2H2O(s)+1/2O2(g)+3/2H2O=CaSO4。2H2O (2. 7) 由式(2.2)-(2.7)可以看出，SO2与脱硫剂CaO的反应是通过离子反应实现的，反应速度远比SO2直接与CaO反应要快得多。SO2还与其它金属氢氧化物反应，原理与反应式(2. 5)-(2.7)相类似。

烟尘颗粒在脱硫反应塔内受雾滴的作用，使小的颗粒凝结起来，形成大颗粒并沉降到反应塔底；同时，大的烟尘颗粒也会在塔底沉降下来。由于这些颗粒中含有大量未参与脱硫反应的有效钙，为提高脱硫剂和飞灰利用率，这部分烟尘经蒸汽输送后进入脱硫反应塔回用。

式(2.7)所示的是CaSO3的氧化反应。脱硫反应塔内最初生成含水CaSO3，随着反应的进行，CaSO3被氧化成石膏。同时，在脱硫飞灰输送过程中，部分的CaSO3被氧化成CaSO4，有利于提高脱硫灰综合利用的质量。 2.3.4 半干半湿法烟气脱硫技术的工艺特点

(1)无废水排放

半干半湿法烟气脱硫技术利用排放的软化水下水和锅炉废水进行增湿降温，不但无废水排放，反而利用排污废水，达到以废治废的目的。

(2)脱硫效率高、负荷适应性强

半干半湿法应用预除尘器收集的脱硫灰循环应用，充分利用了未反应石灰中的有效钙成分。 蒸汽输送过程中激活的飞灰中碱性组分，有效地提高了脱硫剂和飞灰的利用率。 实验和工业研究结果证明，在Ca/S摩尔比

通过循环收集到的脱硫反应塔底和旋风除尘器烟尘量，保持总循环量随烟气量变化，使脱硫反应塔内烟气中灰的浓度基本稳定;在锅炉工况变动较大时可适当改变脱硫用石灰的量，从而使本技术对脱硫负荷有较好的适应性。

(3)输送能耗低

使用锅炉汽轮机排放的蒸汽，压力为0.8~1MPa，温度为200oC以上的干蒸汽。 CaO和水蒸汽反应时放出热量，因而在输送过程中没有冷凝水产生，避免了输送管道的堵塞。 输送设备简单，无动力源，大大降低输送过程的能量消耗。

21

(4)占地面积小，结构简单占地面积300m2，工艺及结构简单，便于实现自动控制。 (5)脱硫副产物可制新型建材通常烟气脱硫副产物中含有大量水合亚硫酸钙，而脱硫灰中若含有过多的亚硫酸钙时，会影响建材的质量，如果将脱硫副产物强制氧化，则影响脱硫的运行成本和发电厂的经济效益。

半干半湿法则不存在这方面的问题，绝大部分预除尘器收集的烟尘中的亚硫酸盐在脱硫灰输送过程中和脱硫反应塔内被氧化成硫酸盐，脱硫副产物可直接用于制新型建材。

2.4 本章小结

本章主要介绍了脱硫的影响因素对脱硫效果的影响以及石灰石脱硫，湿法脱硫以及半干半湿法脱硫工艺主要过程，原理以及特点等方面的信息。 湿法脱硫技术以石灰石或石灰石浆液洗涤法为代表，是目前世界上应用最多，脱硫效率最高，技术最为成熟的脱

硫方式。 这些都是当前应用比较广，比较成熟的工艺。 在脱硫方面具有一定的代表性。

22

3 循环流化床脱氮特性的研究

3.1 锅炉烟气中NOX的生成机理

煤燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，此外还有一氧化二氮(N2O)。 在产生的氮氧化物中NO占90%以上，NO2占8%左右，而NO2只占1%左右。 其中NOx可分为三种:

(1)热力型NOx，它是由空气中的氮气在高温下氧化而生成的。

(2)燃料型NOx，它是由燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中分解而接着氧化生成的。 (3)快速型NOx，它是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团反应生成的。 N2O和燃料型NOx一样，也是从燃料的氮化合物转化生成的，它的生成过程和燃料型NOx的生成和破坏密切相关。

温度、氧浓度、燃料含氮量和反应时间是燃烧过程中影响NOx生成的主要因素。在这些因素中，又以温度的影响最大。

3.2 湿法脱氮技术

由于锅炉排烟中的NOx主要是NO，而NO极难溶于水，所以，采用湿法脱除烟气中的NOx时，不能像脱除SO2一样采用简单的直接洗涤方法进行吸收。必须先将NO氧化为NO2，然后再用水或其他吸收剂进行吸收脱除，因此，湿法脱氮的工艺过程要比湿法脱硫复杂的多。

湿法脱氮的工艺过程包括氧化和吸收，并反应生成可以利用或无害的物质，因此，必须设置烟气氧化、洗涤和吸收装置，工艺系统比较复杂。湿法脱氮大多具有同时脱硫的效果。

湿法的主要特点是，脱氮反应的局部或全部过程在湿态下进行，需使烟气增湿、加湿，因此，一般需将脱氮后的烟气除湿和再热后经烟囱排放至大气。主要有气相氧化液相吸收法和液相氧化吸收法等。 3.2.1 影响湿法脱氮的因素

(1)温度的影响

随着运行床温的提高，NOx排放量升高，而N2O则下降。从NOx的生成机理看，床温升高将大大促进热力型NOx的生成，同时，燃料型NOx的生成速度也加剧，而在高温下，N2O 会发生分解反应:N2O→N2 + O 此反应速度十分迅速，因此，N2O 随温度的升

23

高而下降。

(2)空气系数的影响

循环流化床锅炉采用分段燃烧技术。 一次风从炉底风室送入，通过布风板上的风帽流化床料进入炉膛；二次风从炉膛布风板上部一定高度送入。

(3)脱硫剂的影响

为了降低SOx的排放，循环流化床锅炉通常采用炉内加入石灰石的方法。石灰石的加入，对氮氧化物的排放有明显影响，即造成NO上升，N2O下降或保持不变。

(4)循环倍率的影响

提高循环倍率对降低NOx的排放是有益的。

除此之外，燃料性质、负荷等可能都会影响NOx和N2O的排放量。 3.2.2 技术的应用前景

湿式脱氮在小规模的特定处理中具有一定实际意义。对于大气量处理，则由于经济原因难于采用。

燃煤锅炉尾部烟气温度高于150oC，如用湿法必须作降温处理，这将增加投资与运行费用。若用稀硝酸，浓硫酸和碱液等作吸收液，不但对设备要求很高，而且解决不好容易造成新的污染源。据了解湿式脱氮实际应用并不广泛，锅炉烟气基本没有应用的实例。

3.3 干法脱氮的技术

干法烟气脱氮技术主要包括非选择性催化还原法、选择性催化还原法、吸附法、电子束法等，是目前工业上应用较多、效率较高的脱氮技术。 3.3.1 吸附法

利用活性炭的吸附性，一般配合使用。优点是环保节能，无附加污染物。缺点是吸附率低，及适用于低浓度的NOx，成本高，故一般配合其他方法进行使用。 3.3.2 还原分解法

原理就是在脱销催化剂的作用下，还原剂氨气在温度很低的情况下将一氧化氮和二氧化氮还原成为氮气，在此种情况下几乎不会发生氨气的氧化反应。 这就使得氮气的选择性有了很大程度的提高，减少了氨气的消耗。

目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。 此两种法都是利用氨对NOx的还原功能，在催化剂的作用下将NOx(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水，还原剂为NH3在SCR脱硝工艺中，影响脱硝效率的主要囚素为反应温度、反应时间、催化剂性能、NH，与NO的摩尔比等。 3.3.3 电子束法

24