技术优势及特点
◆110℃可脱硝;
◆脱硫脱硝同时进行，脱硫脱硝效率远远高于国家标准;吸收块吸收 量大，脱硫、脱硝效果衰减慢，更换时间快速;
◆在风机后烟筒之间，不用增加风机;
◆不产生废水、废渣;
◆一次性投资成本低廉，换脱硫脱硝模块费用低;
◆为模块式，可以“模块 ”组装，操作方便。
背景简介
随着国家对环保要求的重视，国家环保部门发布了相关行业进入超低排放的相关标准，对于企业来说环保压力非常巨大。国家环保部又发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染排放标准》等 20 项国家污染物排放标准修改单，钢铁烧结、球团工业大气污染排放标准加严，新增平板玻璃、陶瓷、砖瓦工业大气污染排放限值。
国务院发布了《有色金属工业发展规划》，提出了中国有色金属发展的主线，这条主线是结构性改革和扩大市场需求。结构性改革，就是调整产业结构，优化存量、引导增量、主动减量，化解结构性过剩产能，促进行业技术进步和产业转型升级;扩大市场需求，就是解决制约产品应用的工艺技术、产品质量、新材料研发、新产品推 广等瓶环颈问题，拓展消费领域和空间。实现产业与资源、能源、环境、社会和谐发展。
尤其是火电厂、水泥制造、钢铁冶炼、有色金属行业、碳素行业等企业环保压力依然巨大急需高效脱硫脱硝设备以满足环保要求。
技术介绍
现有脱硫工艺
1.石灰石-石膏湿法
石灰石-石膏法采用将石灰石粉碎成 200 ～ 300 目大小的石灰粉，将其制成石灰浆液，在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统，由于石灰石活性较低，需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，来保证足够的脱硫效率，因此运行费用较高。
石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰活性大大高于石灰石，可提高脱硫效率，石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢，引起气液接触器(喷头或塔板)的堵塞。
2.氨法
氨法采用氨水作为 SO2 的吸收剂，SO2 与 NH3 反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨—酸法、氨— 亚硫酸氨法和氨——硫酸氨法。
氨法主要优点是脱硫效率高(与钠碱法相同)，副产物可作为农业肥料。由于氨易挥发，使吸收剂消耗量增加，脱硫剂利用率不高;脱硫对氨水的浓度有一定的要求，若氨水浓度太低，不仅影响脱硫效率，而且水循环系统庞大，使运行费用增大;浓度增大，势必导致蒸发量的增大，对工作环境产生影响，而且氨易与净化后烟气中的 SO2 反应，形成气溶胶，使得烟气无法达标排放。
氨法的回收过程也是较为困难的，投资费用较高，需配备制酸系统或结晶回收装置 (需配备中和器、结晶器、脱水机、干燥机等)，系统复杂，设备繁多，管理维护要求高。
3.半干法脱硫
半干法脱硫工艺是指脱硫剂以湿态加入，利用烟气显热蒸发浆液中的水分。在干燥过程中，脱硫剂与烟气中的二氧化硫发生反应，生成干粉状的产物。为了提高脱硫效率，通常采用石灰粉消化制浆作为脱硫剂。若配合使用袋式除尘器，或可提高10%--15%的脱硫效率。半干法烟气脱硫技术主要有增湿灰循环脱硫技术、旋转喷雾干燥法和气体悬浮吸收法。
4.其它工艺
(1)电子束法：是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。电子束法使用的脱硫剂为合成氨。
(2)海水法：采用海水对烟气脱硫的方法，此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问题。脱硫残液 PH 很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，才能达到环保要求的排放条件。
现有脱硝工艺
SNCR 脱硝技术
SNCR 技术是指在锅炉炉膛出口 850—1100℃的温度范围内喷入还原剂(如氨气、尿 素等)将其中的NOx 还原成 N2 和 H2O。SNCR 工艺对温度要求十分严格对机组负荷变化适应性差，对负荷变动频繁的设备应用受到限制。脱硝效率一般只有 25%-45%。SNCR 脱硝技术一般只适用于老机组改造且对 NOx 排放要求不高的区域。
SCR 烟气脱硝技术
SCR 脱硝技术是指在 300-420℃的烟气温度范围内喷入氨气作为还原剂，在催化剂的作用下与烟气中的NOx 发生选择性催化反应生成 N2 和 H2O。SCR 烟气脱硝技术具有脱硝效率高，成熟可靠，应用广泛，适用性较强。脱硝效率较高，但运行费用较高，且安全性需要严格控制。
GFX干法脱硫脱硝工艺
近十年来，拓扑高分子无机化合物在工业废气脱硫脱硝，废水处理方面的应用研究取得了长足的进步，无论是基础研究还是应用开发都有进一步的提升和扩展，为拓扑高分子无机化合物在环境领域提供了广阔的发展空间。
被称为“第三种碱”和“绿色安全中和剂”的拓扑高分子无机化合物所以如此受到青睐，主要原因是其具有极强的缓冲性能和吸附能力，用来中和各种酸类，即使使用过量，其 PH 值也不会超过 9，这恰好是美国《废气，脱硫、脱硝，清洁水条例》(Clean Water Act )排放标准的上限。其吸附能力又是其脱除各种有害成分所具备的基本功能。因此， 在我国用拓扑高分子无机化合物处理工业三废是一项集环境一资源一经济优势于一体的工艺技术，一向为国内所关注。
脱硫过程简述
1)拓扑无机高分子合物脱硫工艺是以拓扑无机高分子合物(MgO)为原料，经熟化生成拓扑高分子无机化合物作为脱硫剂。
2)其主要的化学反应有：
熟化制浆：m+n MgO+H2O mnMg(OH)2
脱硫吸收：Mg(OH)n2 +SO2 MgSO3+H2O
氧 化：MgSO3 + ½O2 自由基 MgSO4
脱硝过程简述
低温条件下，氧化镁与碳酸镁催化氧气与硫化合物产生吸附氧化反应，产生了三氧化硫，三氧化硫具有高氧化性，所以，在三氧化硫的氧化下，废气中的NOx 都被氧化为高价的氮化合物。
举例说明：在三氧化硫的氧化催化下，产生了 N2O5，这种化合物迅速地与废气中的水产生了硝酸盐，产生的硝酸盐迅速地被吸附在拓扑氧化镁无机多孔分子中。达到了迅速脱硝的目的。
三氧化硫催化下形成的臭氧 O3 与 NO 一氧化氮之间的关键反应如下：
(1)NO+O3→NO2+O2
(2)NO2+O3→NO3+O2
(3)NO3+NO2→N2O5 (三氧化硫催化)
(4)NO+O+M→NO2+M
(5)NO2+O→NO3
脱硫原理
1)首先，烟尘中的硫与填料塔内填料之间的表面进行物理吸附，物理吸附效果的好坏，决定于吸附块比表面积的大小，本公司为增大干法脱硫脱硝吸附块的比表面积，采用了本公司独有技术发明的技术方法，通过有机添加发泡剂的合理使用，使之产生了低阻、大比表面积的吸附块。
2)吸附块中，二价阳离子的储备，有利于镁水泥的生成，塔内具备高浓度的二价阳离子，足够的反应时间，以及反应温度，有利于化学反应的进行。
高效有机脱硫技术可在不改动原有的净化系统的前提下，只在管道上增加脱硫脱硝组合吸附体，就可达到脱硫脱硝的目的，生成副产品为镁水泥，无二次污染，烟尘经 GFX 干法脱硫脱硝处理，气体排放即可满足超低排放要求。
各个处理方法优劣对比
工艺流程
脱硫脱硝设备
主体设备为一吸附塔，塔内由 4 层填料填充，填料是用有机原料通过各种有机发泡 剂制成的低阻，大比表面积的吸附块。吸附塔内上部设有喷淋管。
在吸附块达到饱和时，定期更换吸附块。
吸附块吸附烟尘中的硫化物，硫化物在经过填料时，边吸附边反应，当吸附达到饱和后更换吸附块。
吸附块
吸附块的主要成分是氧化镁(MgO)，以氧化镁(MgO)、氯化镁为主要原料，加入适量的各种渗透剂、发泡剂等原料，制成块状加入到吸附塔中。烟气经过吸附塔中的吸附块干法吸附，使之达到脱硫脱硝目的。
我公司的氧化镁原料及吸附块的生产制作地，均来源于有“世界镁都”之称的辽宁营口大石桥市。该城市氧化镁矿产丰富，按现在的开采及未开发情况，该地区的氧化镁可供开采 200 年左右。
氧化镁的来源除菱镁矿、白云石矿之外，海水提取也是目前主要的来源之一。海水盐分中镁的占有量仅次于氯和钠，位居第三。在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤得到 Mg(OH)2 。MgCl 2+ Ca(0H)2 → Mg(0H)2 ↓ + CaCl2 氢氧化镁经过煅烧生产氧化镁，成本与矿石提取相近。因此，氧化镁的供应是可靠 的。
目前正在研发新型的吸附块材料，由适当比例的粉煤灰、CaO、MgO 等为主要原料，添加发泡剂、渗透剂，制成砖状，为了增加吸附块的强度添加适当比例的 MgCl2。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为 0.5—300 μm。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达 50%一 80%，有很强的吸水性。
该新型吸附块脱硫效果与现有吸附块相当，但成本降低 20%左右，能降低脱硫站日常运行费用近 20%。同时也为电厂的粉煤灰综合利用开辟了新途径。
副产品
脱硫脱硝吸附块也可以做成砖状，直接支撑建筑用砖的规格，经过脱硫吸附饱和后，可直接作为建筑用砖使用，副产品处理更方便。
经过运行一段时间后，脱硫脱硝块中的吸附材料完全吸收烟气中的 SO2，生成镁水 泥副产品，需更换新的吸附块。
因为生成的副产品是无毒无害的，属于一般废弃物，可以运送至填埋场填埋，也可以运用其他方法进行综合再利用。
对于使用后的吸附块，可作为硫酸盐类的原料进行二次买卖。
吸附块的后处理
固体吸附块，其主要成分是氧化镁，通过发泡技术制作为多孔拓扑结构的填料，用于吸收烟气中的二氧化硫等气体。吸附块与气体发生物理、化学反应，达到去除 SO2 的效果，同时生成了可利用的硫酸盐。这些盐类富含植物生长所必需的多种元素，例如：镁元素，有利于植物叶面生长。再利用腐殖酸、植物氨基酸、氮、磷、钾、铁、锰、锌、 钼、铜、硅等多种微量元素组成科学的配比，与水渗透剂溶解后复配喷淋。
产品既可以作为水果、蔬菜、花卉植物经济作物的壮果肥料也可以作为小麦、水稻等粮食作物的根部增根肥，同时具有改良土壤增加土壤养份、保墒等作用，在农业和园艺上应用前景广阔。
饱和吸附块经过工序处理后不但可以用作植物肥料，还可以再次制作成吸附块和附加值更高的水泥膨胀剂出售，满足环保要求的同时也解决了业主单位的后顾之忧。而且还能带来一定的收益，进一步降低了使用成本。
后处理工艺流程
成功案例
后处理工艺流程
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成果与技术合作请联系：
联系人：郭立刚
手机：18604125000
声明：
“GFX干法脱硫脱硝一体化技术” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：郭立刚
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
