Для вновь построенных угольных электростанций доступны несколько технологий десульфуризации (FGD) и денитрификации (DeNOx) дымовых газов. Каждый вариант отличается принципами реакции, эффективностью, масштабом инвестиций, стабильностью работы и использованием побочных продуктов. Выбор правильной комбинации имеет решающее значение для достижения сверхнизких выбросов при сохранении разумных эксплуатационных затрат.

Ниже приводится обзор наиболее широко используемых технологий, а также практические примеры их применения в промышленности.

Технологии десульфуризации

1. Влажная десульфуризация с использованием известняка и гипса (WFGD)

В настоящее время процесс с использованием известняка и гипса является наиболее широко применяемой технологией мокрой десульфуризации в мире. Мелкоизмельченный известняк смешивается с водой для образования суспензии, которая распыляется в абсорберной колонне. SO₂ в дымовых газах вступает в реакцию с суспензией с образованием сульфита кальция, который впоследствии окисляется до кристаллов гипса.

Основные характеристики:

l Эффективность десульфуризации выше 95%.

l Проверенная, надежная и подходящая для крупных энергетических установок технология

l Побочный продукт гипс может быть повторно использован в строительных материалах

l Высокая сложность системы, более высокие капитальные и операционные затраты по сравнению с сухими альтернативами

Типичным примером является проект по десульфуризации и денитрификации, реализованный компанией HAOTIAN Environmental для электростанции Chang'an–Yiyang, принадлежащей Shaanxi Coal Group. С общей установленной мощностью 3,86 ГВт это крупнейшая угольная электростанция в провинции Хунань.

2. Десульфуризация на основе аммиака

В аммиачном методе в качестве абсорбента используется водный раствор аммиака. SO₂ вступает в реакцию с аммиаком с образованием сульфита аммония и бисульфита аммония, которые далее окисляются и перерабатываются с получением сульфата аммония в качестве удобрения.

Преимущества:

l Эффективность десульфуризации достигает 95–99%.

l Быстрая кинетика реакции

l Побочный продукт — сульфат аммония — имеет высокую экономическую ценность

l Отсутствие вторичных сточных вод и твердых отходов

Проблемы:

l Повышенная чувствительность к коррозии оборудования

l Более высокие эксплуатационные расходы

l Требуется стабильная поставка аммиака и каналы сбыта удобрений

Компания HAOTIANE nvironmental разработала передовой процесс поэтапного отделения на основе аммиака для десульфуризации дымовых газов, решив такие давние проблемы отрасли, как образование аэрозолей и утечка аммиака. Эта технология объединяет десульфуризацию и удаление пыли, значительно снижая при этом энергопотребление. Она применяется в различных секторах, принося заметные экологические и экономические выгоды.

Технологии денитрификации

1. Селективное каталитическое восстановление (SCR)

SCR — самая зрелая и эффективная технология DeNOx для котельных котлов. Аммиак впрыскивается в дымовой газ при температуре 280–420 °C в присутствии катализатора, преобразуя NOₓ в азот и воду.

Основные характеристики:

l Эффективность удаления NOₓ 80–90 %

l Проверенная эффективность на крупных электростанциях

l Стабильная долговременная эксплуатация

Соображения:

l Высокая стоимость катализатора

l Необходимо контролировать отравление и деактивацию катализатора

l Более высокие требования к техническому обслуживанию

SCR обычно является стандартным выбором для установок, стремящихся к сверхнизким выбросам NOₓ.

2. Селективное некаталитическое восстановление (SNCR)

SNCR впрыскивает аммиак или мочевину непосредственно в зону котла с температурой 850–1100 °C. Реагент распадается на NH₃, который вступает в реакцию с NOₓ.

Преимущества:

l Простая конфигурация и низкие инвестиционные затраты

l Не требуется катализатор

Ограничения

l Более низкая эффективность удаления (30–60 %)

l Строгие требования к температурному диапазону

l Более высокий уровень утечки аммиака

Более подходит для небольших установок или регионов с умеренными требованиями к выбросам

3. Гибридный процесс SNCR + SCR

В этом комбинированном подходе SNCR удаляет часть NOₓ в печи. Оставшийся NOₓ обрабатывается в последующем реакторе SCR. Утечка аммиака из SNCR также может быть использована установкой SCR.

Преимущества:

l Высокая общая эффективность DeNOx

l Уменьшенный объем катализатора и более низкие инвестиции в SCR

l Хорошо подходит для предприятий, стремящихся к соблюдению стандартов NOₓ при оптимизации затрат

Инновации в отрасли: усовершенствованная система десульфуризации на основе аммиака от HAOTIAN Environmental

Компания HAOTIAN Environmental прошла семь поколений модернизации своей технологии десульфуризации на основе аммиака. Ключевые достижения включают:

l Практически нулевой утечка аммиака

l Полное подавление образования аэрозолей

l Интегрированная десульфуризация на основе аммиака и удаление пыли

l Совместное производство органических удобрений на основе сульфата аммония

Это решение не только обеспечивает сверхнизкий уровень выбросов, но и предоставляет дополнительные источники дохода для операторов заводов. Многие предприятия, которые внедрили эту технологию, достигли как соответствия экологическим нормам, так и неожиданных экономических выгод.

Заключение

Сегодня электростанции могут выбирать из широкого спектра технологий десульфуризации и денитрогенизации, каждая из которых имеет свои преимущества в зависимости от размера установки, качества угля, требований к выбросам и ограничений по стоимости. Мокрая десульфуризация с использованием известняка и гипса остается доминирующим методом десульфуризации, в то время как технология на основе аммиака набирает популярность благодаря своей высокой эффективности и ценным побочным продуктам. В области денитрогенизации SCR по-прежнему остается стандартом для высокоэффективных применений.

Благодаря постоянным инновациям, таким как прорывная технология FGD на основе аммиака, разработанная HAOTIAN Environmental, электростанции могут достичь сверхнизких уровней выбросов и одновременно улучшить долгосрочные экономические показатели.