富氧燃烧模拟烟气一体化压缩脱硫脱硝试验研究

摘要：富氧燃烧是能够大规模商业化捕集CO2的主流技术之一,为进一步探讨富氧燃烧压缩过程捕集CO2性能、并同时一体化脱硫脱硝技术的能力,在搭建的50kg/h规模的试验平台上,通过调整不同的参数,采用液体CO2洗涤混合气体技术,表明压缩过程可同时脱除NOx和SOx等污染物,通过试验进一步研究液气比对NOx和SOx脱除的影响。

结果表明,整体脱硫率、脱硝率可达98%以上,尾气中SO2体积分数低于50×10-6,NOx体积分数小于30×10-6,富氧燃烧系统中压缩纯化过程具备实现一体化脱硫脱硝的潜力。

关键词：燃煤发电,富氧燃烧,压缩纯化,脱硫脱硝,二氧化碳,污染物治理

人为活动引起的CO2排放影响全球气候变化成为关注重点,根据2012年IEA报道,全球煤燃烧排放的CO2约占全球碳排放的43%[1]。富氧燃烧是捕集燃煤排放CO2的主流技术之一,具有广泛的应用前景,其主要作用是通过烟气再循环将富集高浓度CO2,进而可大规模的应用或者埋存[2]。

常规的烟气净化设施也可以适用于富氧燃烧[3],如FGD脱硫系统,但对富氧燃烧来说,潜在的优势是在压缩CO2的同时,能够大规模脱除其他污染物。国外已经在富氧燃烧系统中开展了相关研究,Linden’s在德国黑泵(SchwarzePumpe)的Vatterfall富氧燃烧示范项目中开展了压缩脱除研究[4],德国汉堡大学也开展了酸冷凝方法脱除烟气中NOx技术研究[5],纽卡斯尔大学进行了大量的富氧燃烧烟气压缩的基础性试验研究,同时报道了相关脱除NOx等污染物的研究进展[6],甚至开始尝试在实际烟气条件下进行压缩纯化一体化脱除试验[7]。

在获得高纯度CO2的同时,将SO2、NOx转化为H2SO4和HNO3副产品;国内华北电力大学、华中科技大学等研究机构都纷纷开展在高压下脱除SO2和NOx[8-10],在高压反应罐中对富氧燃煤烟气一体化脱硫脱硝进行了初步的基础试验。