電廠煙氣脫硫脫硝技術的研究發展探析

摘 要：電廠煙氣脫硫脫硝技術是目前世界上備受關注的一種解決環境污染的新技術。文章將介紹電廠煙氣脫硫脫硝的研究性狀，并對相關技術的原理、特點和功效進行詳細的介紹。其次，電廠煙氣脫硫脫硝技術將走向何處，會呈現什么樣的發展前景，將在文章中一一探析。

關鍵詞：脫硫脫硝技術；研究性狀；發展方向

從十八世紀六十年代開始，工業滲透進人們的生活，尤其是工業時代的到來，促進了能源的開發和利用，推動了國家經濟的發展。但是，不可否認的是，新能源的開發和利用是一把雙刃劍，有著積極作用的同時，還會給人們所居住的環境帶來危害。例如化石燃料的使用，排放了大量的SO2和NOX，從而誘發了酸雨和光化學煙霧的產生。據統計，2014年我國二氧化硫的排放量為46930t，煙塵排放量為14260t，NOX的排放量為67460t。雖然近年來，SO2和NOX的排放量均有所下降，但是仍然存在較大的問題。我國南方和西部地區出現大批地域頻發酸雨和酸霧現象，就是有力的證據。因此，為了有效控制燃煤中SO2和NOX的排放，保護人們的生存環境，煙廠脫硫脫硝技術成為了人們爭相關注的焦點。

1 煙氣脫硫脫硝技術

脫硫是指脫去鍋爐煙氣中所含的SO2，其過程主要是將堿性脫硫劑，如石灰石、CaO、氫氧化鈉等制成漿液，與鍋爐煙氣混合，二氧化硫遇堿成酸，與堿性脫硫劑反應生成鈣基脫硫劑等脫硫終產物的過程。在脫硫過程中，脫硫劑主要有石灰石、氨、鎂、鈉等等，其主要遵循的凈化原理有吸收法、吸附法和催化氧化法、催化還原法。脫硝是指去除鍋爐煙氣中所含的氮氧化物，是用反應吸收劑與煙氣接觸，以除去或減少煙氣中的NOX的工藝過程。目前的脫硝技術主要分為干法脫硝技術（目前廣泛使用）和濕法脫硝技術。

2 煙氣脫硫脫硝技術的研究性狀

2.1 煙氣脫硫技術

2.1.1 磷銨肥法（PAFP）煙氣脫硫技術

這是一項新技術，其特點是化害為益。主要表現為回收利用SO2，并用SO2取代硫酸生產肥料，它在回收利用SO2時，仍存在很大的挑戰。但是，其脫硫率 95%，在脫硫技術上具有很大的優勢。如果能夠合理利用此技術，那么，既實現了對硫資源的利用，在一定程度上也解決了環境的污染問題。

2.1.2 活性炭纖維法（ACFP）煙氣脫硫技術

即采用活性炭纖維催化劑（DSACF）脫除煙氣中SO2，并回收利用硫資源生產硫酸成硫酸鹽的一種新型脫硫技術。跟PAFP脫硫技術一樣，該技術的脫硫率高達95%以上，但和PAFP相比，它具有工藝過程簡單、操作方便和設備少等優點。該技術已獲國家發明專利，并已列入國家高新技術產業化項目指南。

2.1.3 石灰石-石膏濕法脫硫

這種脫硫技術主要由五個部分組成，即石灰石漿液制備、煙氣凈化再熱、吸收和氧化、石膏回收和儲備以及污水處理。其化學反應機理主要為：

（1）SO2、SO3和HCL的吸收

SO2+H2O→HSO3-+H+

H++HSO3-→2H++SO32-

SO3+H2O→H2SO4

（2）與石灰石的反應

CaCO3+2H+→Ca2++CO2+H2O

（3）氧化反應

Ca2++2HSO3-+O2→CaSO4+H2O

H++HSO3-→2H++SO42-

2H++CO32-→H2O+CO2

（4）CaCO4晶體生成

CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O

2H++SO42-+CaCO2+H2O→CaSO4·2H2O+CO2

在經過這一系列反應之后，有效的生成了脫硫劑，為脫硫技術提供了前提。除此之外，脫硫技術還有氨法AMASOX工藝、海水脫硫法、干法半干法煙氣脫硫技術等等。

2.2 煙氣脫硝技術

2.2.1 干法煙氣脫硝技術

其特征主要為用氣態反應劑使煙氣中的NOX還原為NO和H2O，主要包括選擇性（非選擇性）催化還原法、氧化銅法和活性炭法。目前，火力發電廠采用的煙氣脫硝技術主要為干法煙氣脫硝。雖然在一定程度上脫硝效率高，但是其設備裝置運行成本很高，系統較為復雜。

2.2.2 濕法煙氣脫硝技術

用濕法脫除煙氣中的NOX時，必須先將NO氧化為NO2，再用水或其他吸收劑進行吸收脫硝。其特點主要是脫硝反應的局部或全部過程在濕態下進行。主要包括氣相氧化液相吸收法，液相氧化吸收法等等。

煙氣脫硝技術相對于煙氣脫硫技術來說，最大的一個特點是工藝系統更為復雜。

3 煙氣脫硝脫硫技術

3.1 聯合脫硝脫硫技術

這種技術在煙氣脫硝脫硫技術中應用最為廣泛。它既可以去除煙氣中的SO2，也可以去除煙氣中的NOX。其主要特點是通過石灰石-石膏煙氣脫硫系統來去除SO2，用SCR去除NOX。但是，這項技術雖然可以達到90%以上的脫硫率和80%以上的脫硝率，但在使用過程中，容易形成表面結垢，阻塞和腐蝕正在運行的設備，大大降低了脫硝脫硫的效率。

3.2 同時脫硫脫硝技術

煙氣同時脫硫脫硝技術又可分為兩大類：爐內燃燒過程的同時脫除技術和燃燒后煙氣中的同時脫除技術。這項技術雖然受到了重大關注，但遺憾的是并沒有得到有效的利用，只尚處于研究階段，但不管如何，這項技術取得了重大成就，其中包括電子束照射法和脈沖電暈等離子法。電子束照射法利用電子加速器產生的高能等離子體氧化煙氣中的SO2和NOx等氣態污染物，在極短時間內進行強烈氧化反應，從而大大提高了脫硝脫硫效率。不僅如此，它還有將其產生的副產品和氨氣轉化為化肥，從而加大了其脫硫脫硝的優勢。脈沖電暈等離子體法能在同一過程中，同時脫除SO2和NOx，高能電子由電暈放電產生，在實施過程中，費用較低，也可以擺脫輻射屏的影響，更重要的是可望實現集脫硫脫硝和收集飛灰等功能于一體。

4 脫硝脫硫技術的發展方向

隨著工業時代的到來，能源的需求量必然會上升，從而使得能源的消耗量也急劇增長。能源時代帶動了我國經濟的發展，但是，從另一方面來說，也帶來了環境的污染，嚴重威脅到了人們的健康。21世紀的今天，環境污染是全世界共同面臨的問題，也是大家齊心協力，一致共同努力的方向。因此，脫硝脫硫技術必然會成為人們關注的焦點，它的前途不可限量，這不僅是因為它順應了時代的潮流，更重要的是它迎合了目前人們亟需解決環境污染的需要。那么，它究竟會朝著什么方面發展，在哪方面取得重大突破呢？毫無疑問，其理論研究將會更加深入，因為理論是技術發展的前提和基礎。因此，在完善的理論面前，煙氣脫硝脫硫在技術上將會取得重大的突破。其次，煙氣脫硝脫硫技術在設備上將更加完善，在節約成本，保障安全，增加效益方面也取得更大的成就。最后，煙氣脫硝脫硫技術將很快被投入市場，在中小鍋爐上發揮其不可忽視的作用，并實現其高效、低耗和便利的特點。

5 結束語

為了保護人們賴以生存的環境，必須全力以赴，減少SO2和NOX等氣體的產生，并加強煙氣的凈化治理。不但如此，也應加大對燃燒技術的研究或是改進燃燒設備，盡量減少有害氣體的產生。而且就目前形勢來看，煙氣脫硝脫硫勢在必行。雖然設備并不完善，在技術操作過程中存在很大的問題，但是，經過努力會取得更好的成績。

參考文獻

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