杜維爾環保脫硫脫硝脫碳脫白一體化工藝
脫硫脫硝脫碳脫白一體化工藝
——氧化吸收冷凝升溫法
技術簡介
近年來，針對煙氣造成的大氣污染現象，國務院、環保部、能源部等國家機關不僅多次印發包括《大氣污染防治行動計劃》在內的各種文件，嚴格規定大氣污染物排放標準和治理要求，并且堅持重拳出擊，加大力度懲罰污染治理不達標的企業。因此，電廠（火電、熱電）、水泥、玻璃、化工（石化、焦化）等行業的眾多企業正面臨嚴峻的煙氣脫硫、脫硝等治理挑戰，需限期實現排放達標。但事實上，由于脫硫脫硝設備造價高、運行費用高、脫硫脫硝效率低而難達標等原因，煙氣治理往往為企業帶來了沉重的經濟負擔和技術壓力。然而，我們以革命性的發明創舉——開發出氧化吸收法煙氣脫硫脫硝脫碳一體化技術，從根本上解決了低費用、高效率、零排放不可兼得的矛盾，為亟待煙氣治理的企業（尤其是規模較小的企業）帶來了前所未有的福音。
技術發展歷程：
在第一代大濕式氨法的基礎上，本工藝經多年研發改進和反復實踐驗證，發展到第二代半濕法技術。該工藝徹底突破了傳統濕法工藝的局限（能耗高，占地面積大，投資和運行費用高、系統復雜、設備龐大、耗水量大、一次性投資高等）。根據國家對氮氧化物的要求，我公司又發展出第三代煙氣脫硫脫硝一體化技術。為了將來煙氣脫碳的需要，我公司又發展了第四代煙氣脫硫脫硝脫碳一體化技術。因煙氣冒白煙能加重霧霾的形成，我公司又發展出第五代煙氣脫硫脫硝脫碳脫白除塵一體化技術，減少了煙囪冒白煙拖尾的現象。
我公司突破性地實現了在一個吸收塔內完成脫硫、脫硝、脫碳、脫白、除塵的完整過程，不僅效果能達到超低排放或近零排放，吸收塔占地面積小、投入成本低、運行費用低，同時還可將煙氣中的氮、硫、碳等化學元素有效轉化為高價值的副產品供市場銷售，扣除各種費用后能使用戶運行費用為零甚至創造效益，最終可在幾年內收回項目投資成本，并在日后持續獲得收益。
氧化吸收法煙氣脫硫脫硝脫碳脫白除塵一體化技術的適用范圍極為廣泛，不僅適用于大型用戶（如火電廠），對于規模較小的用戶（包括船舶煙氣治理等）也同樣適用。可支持目前市面上所有爐型（所有鍋爐、窯爐等）的煙氣處理，并且各項綜合指標均達到國內外先進水平，綜合效果普遍優于國內外其他處理技術，在能達到近零排放、運行能產生經濟效益的情況下，還可實現：脫硫（>99%）、脫硝（>90%）、脫碳（>50%）、脫氟（>80%）、脫汞（>80%）、脫臭（>80%）、脫二噁英（>80%）、脫重金屬（>80%）、除塵（>30%）。
目前我公司已擁有四個實用技術和一個發明專利（還有一項發明專利正在實審中）的自主知識產權。
原理簡介
氧化吸收冷凝升溫法（O-氧化，A-吸收，D-脫碳，C-冷凝，H-升溫，縮寫就是OADCH法）煙氣脫硫脫硝脫白脫碳一體化技術，利用催化反應得到的增氧劑與煙氣中NO氣體反應生成NO2，再利用氨水與煙氣中S02 、NO2分子進行化學反應和氧化反應，生成的銨鹽經深加工成為附加值高的產品后進行銷售。利用不同溫度下煙氣具有不同飽和含濕率的特性，用水冷塔冷卻煙氣并收集冷凝水，進口高溫煙氣熱量將冷煙氣升溫并排放，從而達到消除煙氣白煙、收集水資源的目的。收集的大量冷卻水，用戶可以作為工藝水使用。
當鍋爐煙氣中含有二噁英、重金屬、氯化氫等酸性氣體，本工藝利用氧化功能脫除以上物質，該技術工藝能夠應對鍋爐煙氣的復雜狀況。
該工藝運行采用DCS自控系統。
在保證同樣達到超低排放要求的基礎上，工程造價不超過市場上任何技術工藝。扣除運行費用、終止物銷售后，每年能為用戶產生很高經濟收益甚至幾年后收回工程投資。另外，我方可以采取BOT形式托管運行設備。
今年國家開始對二氧化碳排放進行限額減排及收費。如果用戶需要，在本工藝技術基礎上進行升級改造（主要是塔外增加設備），就有較高的脫碳效率。用戶將因煙氣脫碳后，從少交碳稅、碳交易和脫碳終止物銷售中獲得更高的經濟收益。
四大創新點
1 工藝上；采用氣——氣反應代替氣——液反應，化學反應速度提高10倍。，形成獨創的半濕法工藝。
2 裝備上；采用專有技術設計的結構，使各功能區互不干涉。使一個塔內能同時脫除多種廢氣，極大減少了氨逃逸現象。
3 結構上；在一個塔內完成脫硫硝白碳和冷凝升溫功能，消除冒白煙現象，具有國際首創的煙氣脫碳功能。
4 效益上；產生高附加值的終止物，顛覆性改變﹝環保只有投入沒有產出﹞的魔咒。
技術特點
1 吸收塔體積小、造價低、易自動化操作
以上吸收反應式氣-氣化學反應，反應時間是在0.2秒內完成，其反應時間僅為大濕式氨法的十分之一。氧化吸收反應效率高（92~100%），從而使得液體流量小、耗電量很低；同時吸收塔的體積小，占地面積小，塔造價低，容易采取自動化運行操作。目前市場流行的大濕法脫硫+SCR法脫硝并達到超低排放時的造價和很高的運行費用，白煙排出的氣溶膠和脫硝催化劑中毒無法徹底處理而產生了二次污染，造成用戶不愿做環保和偷排虛報等。但OADCH法造價不高于他們，而且不僅沒有任何二次污染，扣除所有運行費用后每年有幾百萬的收入，幾年后可以收回環保投資。
2 脫硫脫硝脫碳不僅一塔內完成，而且效率高
在吸收塔內設計有多種組合化學反應方式，使得塔內廢氣治理徹底。而且能達到脫硫99%以上，脫硝90%以上，脫碳50%以上的高效率。
3 減少煙氣拖尾現象和不會對煙囪產生腐蝕
煙氣拖尾是氨和銨鹽氣溶膠超標排放時因不易擴散而出現了煙氣拖尾拉長的冒白煙現象。
白煙由三部分組成，1）鹽類氣溶膠；2）氨氣溶膠；3）亞酸鹽的自然分解。
我們采用研究20年的（專有技術）特殊設計的工藝結構和自動化調整系統的水平衡和多種脫水脫霧裝置，通過提高化學反應、氧化反應效率和多級洗滌功能工藝技術手段，能極大減少氣溶膠的逃逸的概率，避免了亞酸鹽的分解，從而減少煙氣拖尾現象。通過專有技術冷凝降溫除濕、升溫脫白技術，保證煙氣排出煙囪時夏天沒有白煙，冬天只有少量白煙。確保煙氣不拖尾并達到國家檢測標準。
通過調整煙氣的PH值調，減少煙氣中酸性液體對煙囪的腐蝕。因而不需要對煙囪進行額外的防腐處理。
4、副產品價值高，綜合運行費用低 本工藝運行的最終產物是價值高的復混肥或（及）市場價格較高的固體亞硝酸鈣鹽。通過此方法不僅能使用戶運行費用為正效益，而且在幾年后收回工程總投資成為可能。
5 具有煙氣脫碳功能
對OADCH法塔稍加改進，塔外增加些設施，就可以達到煙氣脫碳效率50%左右，脫碳后的終止物為工業上需要的各種碳酸鹽。銷售后能在很短時間內收回工程投資。少交碳稅和市場上的碳交易，能為用戶創造更高的經濟效益。
6 同時脫氟脫汞脫臭脫二噁英
氨與氟非常迅速就反應生成氟化銨鹽，消除了氟的毒性。采用多種配比的高級氧化催化后，可以將重金屬氧化成氧化物，從而消除其毒性；也能改變了臭氣、二噁英的分子結構，從而消除了這些物質的毒性。混合在大量的終止物而稀釋后也能降低毒性。
脫硫脫硝方法對比表
|
序號 |
內容 |
石灰-石膏法+SCR |
OADCH法 |
|
1 |
脫硝反應溫度 |
300～400℃ |
100～160℃ |
|
2 |
是否需要升溫 |
需要 |
不需要 |
|
3 |
是否需要降溫 |
需要 |
不需要 |
|
4 |
是否需要催化劑 |
需要 |
不需要 |
|
5 |
催化劑中毒處理 |
有二次污染 |
不存在 |
|
6 |
脫硝效率 |
90%以上 |
90%以上 |
|
7 |
脫硫效率 |
90%以上 |
99%以上 |
|
8 |
系統壓力損失 |
大 |
中 |
|
9 |
粉塵性質的影響 |
對催化劑影響很大 |
無 |
|
10 |
煙氣氣溶膠 |
加劇霧霾 |
無 |
|
11 |
煙氣拖尾 |
少 |
少 |
|
12 |
占地空間 |
大 |
小 |
|
13 |
施工復雜度 |
復雜 |
中等 |
|
14 |
施工停爐時間 |
8個月 |
3個月 |
|
15 |
脫硫終止物的利用 |
利用率低 |
利用率高 |
|
16 |
終止物附加值 |
無 |
高附加值 |
|
17 |
終止物可否污染 |
催化劑中毒后污染 |
沒有 |
|
18 |
脫除劑可否循環 |
氨變氮氣拋棄掉 |
氨水循環利用 |
|
19 |
運行費用 |
很大 |
有經濟效益 |
|
20 |
工程投資 |
大 |
中 |
|
21 |
工藝復雜情況 |
高 |
中等 |
|
22 |
能否脫碳 |
不能 |
能 |
|
23 |
功率消耗 |
高 |
低 |
|
24 |
液體流量 |
大 |
低 |
幾種不同工藝技術的優劣對比表
|
序號 |
內容 |
SCR |
SNCR |
SCR/SNCR |
石灰
石膏法 |
OADCH法 |
|
1 |
反應溫度 |
350℃ |
1000℃ |
|
≤100℃ |
≤150℃ |
|
2 |
催化劑 |
需要 |
不需要 |
需要較少 |
不需要 |
少量 |
|
3 |
脫硝效率 |
≤90% |
≤50% |
≤90% |
0 |
≥90% |
|
4 |
脫硫效率 |
0 |
0 |
0 |
≥95 |
≥99 |
|
|
同時脫硫脫硝脫碳 |
不能 |
不能 |
不能 |
不能 |
能 |
|
5 |
噴射或放置位置 |
煙道 |
鍋爐出口頂部 |
空預器前 |
煙道 |
煙道 |
|
6 |
空預器堵塞 |
無 |
易堵塞 |
較易堵塞 |
無 |
無 |
|
7 |
系統壓力損失 |
大 |
小 |
中 |
大 |
中 |
|
8 |
粉塵對催化劑影響 |
影響很大 |
無 |
磨損鈍化嚴重 |
無 |
無 |
|
9 |
對鍋爐的影響 |
煙氣要升溫 |
要有溫度窗口 |
溫度影響大 |
無 |
無 |
|
10 |
占地空間 |
中 |
小 |
中 |
大 |
中 |
|
11 |
施工復雜度 |
復雜 |
較簡單 |
較復雜 |
較復雜 |
中等 |
|
12 |
煙道接駁停爐時間 |
8個月 |
2個月 |
8個月 |
15天 |
10天 |
|
13 |
終止物可否利用 |
不可以 |
不可以 |
不可以 |
地區限制 |
可以 |
|
14 |
終止物附加值 |
有N2污染可能 |
有N2污染可能 |
有N2污染可能 |
低附加值 |
高附加值 |
|
15 |
終止物
可否污染 |
催化劑中毒后污染 |
有N2污染可能 |
催化劑污染
有N2污染可能 |
硫酸鈣填埋時有污染 |
沒有 |
|
16 |
脫除劑
可否循環 |
氨變氮氣
拋棄掉 |
氨變氮氣
拋棄掉 |
氨變氮氣
拋棄掉 |
個別地區
有使用 |
氨水循環
終止物銷售 |
|
17 |
運行費用 |
很大 |
大 |
較大 |
較大 |
有經濟效益 |
|
18 |
工程投資 |
很大 |
很小 |
較大 |
大 |
中偏小 |
|
19 |
工藝復雜情況 |
中等 |
中等 |
中等 |
較復雜 |
中等 |
|
20 |
能否脫碳 |
不能 |
不能 |
不能 |
不能 |
能 |
|
21 |
功率消耗 |
中 |
低 |
中偏低 |
高 |
中偏低 |
|
22 |
煙氣拖尾 |
有 |
有 |
有 |
有 |
極少 |
|
23 |
液體流量 |
高 |
小 |
中 |
極高 |
中 |
OADCH法與（石灰石膏法+SNCR法/SCR法）對比
1、循環利用問題
石灰石膏法脫硫產生的石膏質量不高、使用范圍也受地域限制。
SCR法和SNCR法是將所噴的氨全部轉變成氮氣，排放大氣中。這些氮氣排放是否會對大氣中氮氧平衡產生破壞以及是否對人類及植物有不利影響都有待觀察。
OADCH法技術工藝性價比高，是變污染為資源，變廢物為寶貝，符合國家循環經濟要求。終止物的再利用和銷售，能給用戶運行帶來很大的經濟效益。顛覆性的改變了環保治理只有投入沒有產出的尷尬局面。
2、溫度窗口問題
為適應溫度窗口，SCR法采取高塵布置時，不僅清灰較復雜和困難，而且不適合水泥等窯爐的粉塵清灰。低塵布置時需將除塵器后的煙氣再加熱到350度。這不僅增加了運行成本，而且必須將煙氣再次降溫以適合后面的脫硫裝置的溫度要求（特別是石灰石膏法需要在80度溫度下運行）。也就是說SCR法適應性不強，不能適合所有脫硝用戶。
OADCH法不分爐型、行業，只對煙氣進行治理，不受任何限制。
3、二次污染問題
石灰石膏法工藝因石膏的拋棄，極易造成二次污染。SCR法使用一段時間后，因中毒而更換的催化劑還沒發現令人滿意的處理方法。石灰石膏法產生的石膏雨會對當地附近的環境造成污染、加速霧霾的形成、其酸性液體加速對煙囪壽命的影響。
OADCH法精心設計的塔內結構可以完全消除氨逃逸和酸性性問題，沒有任何廢水廢渣廢氣的二次污染產生，為用戶節省的一大筆對煙囪做防腐處理的費用。
4、脫除效率問題
因脫除劑及工藝原理所限，石灰石膏法脫硫效率只能做到98%，不能適應超低排放或者零排放要求。雖然SNCR法工藝簡單，投資省，但脫硝效率只有50%左右。
OADCH法脫硫效率大于99%，脫硝效率大于90%，完全適應超低排放甚至零排放的要求。
5、運行費用問題
石灰石膏法因系統阻力高需增壓風機、液體流動量大選大流量泵，使得系統耗電量大造成運行費用很高。終止物石膏質量差，附加值很低，資金回收少，運行費用高。SCR法和SNCR法只有氨水的噴入，沒有任何終止物可利用，其運行費用非常高。有些用戶因運行費用問題而不得不造假、偷排。
OADCH法運行費用為負值，也就是扣除所有運行費用還有很高利潤，可在很短時間內收回工程投資。
6、煙氣脫白問題
大濕法煙氣脫硫產生的煙氣拖尾冒的白煙中含有大量氣溶膠和水分，是造成目前我國霧霾越治理越嚴重的罪魁禍首，這一結論已經板子釘釘了。消除有色煙羽問題也是當務之急。
OADCH法是采取冷凝降溫換熱脫白技術，將獨立空間的煙氣溫度下降到接近大氣溫度。通過冷凝降溫，利用不同溫度下煙氣的不同飽和含濕率的特性，脫除、收集水霧，從而消除煙氣白煙。
同時將收集的煙氣中的冷凝水作為工藝水使用。做到夏天沒有白煙，冬天只有少量白煙的效果。干凈的煙氣經過脫水、脫霧并調節ph值，使煙氣含水率低，PH值為中性，杜絕煙氣對煙囪的腐蝕作用。
7、解決脫碳問題
石灰石膏法+SNCR法/SCR法只能解決脫硫脫硝問題，沒有脫碳效率。
OADCH法技術在脫硫脫硝的同時，可以做到大于50%的脫碳效率，而且終止物可以作為工農業生產原材料循環利用，脫除的碳進行碳交易后還有很高的經濟收益。國家為完成對世界的承諾，即將對碳排放收費。國家將按優勝劣汰的市場規律，不再因保護GDP而犧牲環境。為了企業的發展，用戶要擦亮眼睛，自己去提前尋找好的脫碳脫硫脫硝技術。
OADCH法技術完全可以代替目前高投資高運行費用的碳捕捉封存技術。該技術是可以引領全球煙氣脫碳技術的一個發展方向。
