富氧燃烧烟气净化工艺研究进展
刘敦禹
蔡雨阳
金晶
许开龙
上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093
摘要：随着工业的快速发展,化石燃料消耗与日俱增,造成了大量温室气体CO2的排放,全球气候变化形势不容乐观.为了减少CO2排放,需要对高浓度CO2进行捕获、利用与封存,而富氧燃烧技术能有效实现碳捕集,是目前最具潜力的碳减排技术之一.富氧燃烧过程中,SOx、NOx、Hg等污染物以及惰性气体的存在不利于碳的捕集与封存.烟气中各成分浓度会对管道运输、地质储存和提高采收率(EOR)产生影响,介绍了烟气中CO2及各种杂质浓度的不同标准,系统综述了国内外脱硫、脱硝、脱汞和惰性气体脱除以及联合脱除技术的研究进展.脱硫部分除介绍传统脱硫技术外,重点描述了富氧燃烧烟气中CO2气氛对SOx脱除的影响以及加压条件下SO2的转化与去除.发现CO2气氛下SO2的吸收速率相比N2气氛有所降低,且SO2吸收过程中临界pH发生变化.脱硝部分重点描述了氧化吸收法脱硝技术以及加压条件下NO的氧化机理,并对高压下NO的氧化动力学进行阐述.随着压力的增加,NO氧化速率常数呈先下降后上升的趋势,且证明了反应器压力对液体夹带率的影响比较显著.总结了 Hg脱除技术中不同烟气成分对Hg氧化的影响,HCl与Cl2起到了明显的促进作用.对活性炭进行改性,增加孔结构比表面积以及吸附剂表面的活性位点,提高Hg的脱除效率.介绍了惰性气体的净化技术,主要采用变压吸附方法来吸附和解吸附,降低了 CO2气流中惰性气体去除的成本,实现一部分惰性气体再次循环回到锅炉中,提高CO2的捕获.重点讨论了在烟气压缩液化系统中的联合脱除技术,有效利用压缩过程条件将SOx、NOx、Hg分别以硫酸、硝酸、Hg(NO3)2形式协同去除,随着压力的增加,SOx与NOx去除效率提高,有利于SO42-、NO3-、HADS和HAMS(N-S化合物)的生成,同时也导致了 N2O生成量增多.证明了 Hg与NO2是气相反应,提出了高压下NO2与 Hg反应产物的不确定性.简单介绍了低温碳捕集技术,有潜力取代洗涤器和其他烟气处理方法,但目前还缺乏可行性的研究.未来需对不同压力下NO氧化速率常数的变化趋势进行解释,高压下NOx与SOx联合脱除的产物以及NO2与Hg的反应产物进行分析.
关键词：富氧燃烧碳捕集烟气净化联合脱除
分类号：X51(大气污染及其防治)
资助基金：国家自然科学基金(51706143)国家自然科学基金(51976129)
论文发表日期：2021-03-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 79-91 )
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