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《锅炉原理》论文 题 目：陶瓷窑炉烟气中SO2及NOx控制技术 作 者：辜承龙 指导老师：汪和平 院系专业：材料学院热能与动力工程专业 班 级：07级（1）班 学 号：200710610107 陶瓷窑炉烟气中SO2及NOx控制技术 【摘要】 分析了陶瓷窑炉烟气处理的必要性，详细阐述了陶瓷窑炉烟气中SO2、NOX 以及烟尘的形成机制，介绍了湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫的几种主要烟气脱硫技术，气相反应法、吸附法、液膜法、微生物法和电化学法等烟气脱硝技术以及烟气除尘技术的原理和各自的优缺点，并对今后烟气处理技术的发展方向进行了展望。 【关键词 】陶瓷 窑炉 烟气 脱硫 脱硝 除尘 【正文】 随着国民经济的不断发展，我国陶瓷工业也得到了迅猛发展。2005年我国陶瓷产量：日用陶瓷175亿件，建筑陶瓷35 m2，卫生陶瓷约9 000万件，产量均居世界第一，约占世界的2/3，形势一片大好。但其带来的负面影响——窑炉烟气污染也越来越突出。 我国大气中90%的SOx、85%的CO2、80%的ROx(粉尘)和50%的NOx污染均来自陶瓷窑炉、蒸汽锅炉以及其他各种工业窑炉[1]。据资料统计，目前仅在日用陶瓷、建筑陶瓷生产领域中就有3 000 余座燃煤窑炉，达到窑炉总数的70%[2]，因此处理陶瓷窑炉烟气污染就成为了目前应该研究的方向。 1 陶瓷窑炉烟气产生机制 陶瓷窑炉烟气中有害物质可分为两类：一类是气相化学物质，另一类是固相的烟尘，都是造成大气污染的主要物质。 1.1 气相化学物质的产生 燃煤产生的气相化学物质主要有SOX和NOX。 SOX是由煤、粘土中的硫化物杂质在800 ℃左右被氧化所致，反应如下[2]： FeS2+O2FeS+SO2↑ (1) 4FeS+7O22Fe2O3+4SO2 （2） 在陶瓷生产中不仅燃烧的燃料中含有硫化物杂质，而且原料也有一些含硫的杂质，如：黄铁矿(FeS2)、Fe2(SO4)3、CaSO4、Na2SO4等。这些杂质存在于陶瓷坯体中，在烧成的过程中，要进行一系列氧化还原反应，具体反应有式（1）至式（5）[1]： （3） （4） （5） （2） NOX的产生类型有3种： a、热力型NOX，燃烧时的空气中带进来的氮在高温下与氧发生反应生成NOX 被称为热力型NOX（T－NOX）[3]。 b、燃料型NOX，因为煤中含有许多氮的有机化合物如芳香杂环氮化物、吡咯及衍生物，在高温作用下易产生NH3或HCN氧化生成NOX。 c、快速型NOX，指在燃烧过程中，燃料中的碳氢化合物发生分解，其分解的中间产物和N2反应生成的氮氧化物。快速型NOX生成量很少，可不予考虑。 2 烟气脱硫（FGD） 陶瓷窑炉烟气中 SO2的浓度在0.5％～1.0%，属于低浓度SO2烟气。因此采用传统的接触制酸法，经济和技术上难度很大。目前对于低浓度SO2烟气脱硫技术多种多样，按脱硫工艺可以分为干法、湿法和半干法；按生成物处置方法可以分为抛弃法、回收法和半回收法；按吸收剂的使用情况分为再生法和非再生法；以所采用的吸收剂又分为钙法、钠法、镁法、氨法、双碱法和水法等。以上分类方法各有自己的科学性和不足，本文以干法、湿法和半干法3大分类结合具体的方法加以说明。 2.1 湿法脱硫工艺 湿法烟气脱硫技术是烟气脱硫技术中最为成熟的一种技术，湿法脱硫的优点是硫氧化物的吸收反应速度；缺点是由于排烟温度降到60 °C 左右,排烟的扩散效果差，需要大量的水。 2.1.1 石灰/石灰石——石膏法 这种方法在湿法中占有最主要的份额，是目前世界上最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺。利用石灰或石灰石作吸收剂，吸收净化烟气中的SO2，反应生成亚硫酸钙(CaSO3)，再将这一产物氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。该工艺流程较复杂，需要专门的吸收剂制备车间、体积庞大的吸收塔氧化槽，投资较大，且有二次 污染问题，但脱硫效率可达90%以上。 2.1.2 海水脱硫工艺 海水脱硫是近年来发展起来的一项新技术。该工艺利用天然的纯海水作为烟气中SO2的吸收剂，无需其它任何添加剂，也不产生任何废弃物，具有工艺简单、系统运行可靠、脱硫效率高等特点[5]。 2.1.3 其它湿法工艺 除前述的传统方法外，还有MgO 法、亚硫酸铵法、Wellman－Lord 法、柠檬酸钠——磷酸钠法和千代田法、液相湿式生物还原法等[5]。另外还有我国自主研发的技术,如：西安交通大学