煙氣脫硝技術研究

文/丁雙根

煙氣脫硝技術概述

理論上而言，煙氣脫硝技術與NO有著密切的關系，比如其氧化、還原及吸附的特性直接影響著技術應用的效果。由于反應介質的狀態存在著區別，所以一般將脫硝方法分為液相反應法、氣相反應法。其中，液相反應法還有一個名稱，即濕法。它的工作原理如下：利用氧化劑將NO先氧化成NO2，然后通過液體進行吸收。后者又被稱為干法，它的工作方式與前者相比，存在著較大的差異，具體為：在氣相中，通過還原劑，或者高能電子束等方式，對NOx進行還原。其最終目的是將這些煙氣加以利用，最后轉變成無污染的N2或硝酸鹽，這對于環境保護是十分有益。在這個過程中，選擇性催化還原法、電子束法等都是較為常見的方法。目前，我國的絕大多數工程中，干法脫硝技術是工業應用中發展前景最好的一項技術。

煙氣脫硝新技術

依據國內外研究的情況，可以得出一個結論：已實現工業應用的脫硝技術都存在著一個共性，即：設備要求高、耗能大、脫硝成本較高、污染相對嚴重。鑒于以上情況的產生，本文探討了煙氣脫硝的新技術，以克服這些缺點。

微生物脫硝法

根據實際情況可以發現，微生物凈化煙氣的原理相對復雜，但是取得的效果是相對理想的。這種技術的應用是針對脫氮菌在有外加碳源的情況，其將NOx作為氮源，接著對它進行還原。由于此階段的工作難以在氣相中完成，所以，在NOx從氣相進入濾塔填料表面的生物膜后，將會慢慢擴散并且進入到微生物組織。它是微生物代謝過程中必不可少的營養物質，在固相或液相中將會通過微生物被還原。現在，根據國內的相關記錄可以發現，其針對的是NOx中不易溶于水的NO，一般在實際過程中將其分為硝化處理、反硝化處理及真菌處理。

采用這種技術，不僅能夠降低投資成本，還能有效地減小對環境造成的影響。但是，國內外微生物脫硝技術正處于初步發展階段。究其原因，首先，主要是因為沒有深入對脫氮微生物進行基礎研究，導致工業放大存在著技術性難題；其次，工用煙氣的氣量比較大并且煙氣中的NO幾乎是不能與水相溶的，所以轉化工作存在著許多問題。除此之外，微生物的吸附能力不強，使得凈化的實際效果不明顯。所以，為促進微生物脫硝技術的發展，其中一個重點內容就是做好高效廉價吸附還原NOx的功能菌的選育，以及對工業放大技術的探討。

微波脫硝法

隨著微波電子工業不斷發展，微波脫硝技術是當今最先進的煙氣脫硝技術之一。其中，國內外將大部分精力集中在微波輔助NOX催化分解，以及微波脫硝技術與別的技術聯用的兩方面，并且已經取得了一定的進展。

微波輔助催化分解技術是煙氣脫硝技術的另一種形式。其主要是通過微波誘導活性炭、沸石等催化劑，將NOx分解成其他物質，同時在此過程中能夠導致NO分解反應，溫度不斷下降。國外的一些學者對微波作用下的炭質原料還原NOx法進行了研究，并且有了新的發現：NO的分解在低于420e時就能進行，炭的表面積由最初的2.10m2/g上升到700-800m2/g，這使得其對NOx的吸附作用不斷增強。經過專家們的努力，研究工作取得了突破性進展。隨著微波功率增大，反應效率和反應溫度也會不斷上升。與此同時，在這個階段不能忽視催化劑量對反應效率的影響。一些可靠的數據證明：微波直接分解NO的效率可達88%，添加甲烷能夠將NO的分解率提高、減少脫硝過程中產生的能耗，使Co/HZSM-5、Ni/HZSM-5反應溫度分別降低200e、325e，NO脫除率達100%。

現今，最為普遍的是以低NOX燃燒控制氮氧化物的排放，但由于燃燒完后煙氣脫硝技術屬于我國研究的一個嶄新的領域，應用相對較小。

液膜法

這是美國能源部最新開發的一種脫硝技術，科技含量較高。它的工作原理是利用液體對氣體的選擇性吸收性，將低濃度的氣體收集在液相中。進行這項工作時，不僅僅需要注意凈化煙氣液膜的選擇性，另外，還必須重視液膜對氣體的滲透性。相關資料顯示，25e時，純水的滲透性最佳；接下來依次是NaHSO4、NaHSO3的水溶液。

總結及展望

目前，世界環境污染嚴重，為進一步減少環境污染，我國制定了相關的保護措施，對氮氧化物排放進行嚴格控制，以減少氮氧化物污染。現今，最為普遍的是以低NOX燃燒控制氮氧化物的排放，但由于燃燒完后煙氣脫硝技術屬于我國研究的一個嶄新的領域，應用相對較小，本文就以上情況，提出探討和改善意見。建議如下。

（1）對于SCR、SNCR等國外已成功工業化的脫硝技術，可以通過技術引進、或者交流協作的方式，擴大其在我國的應用范圍；除此之外，國內必須對煙氣脫銷的重點技術進行把握，比如高效廉價的SCR催化劑、輻射屏蔽設備等的研發，最后使我國生產出屬于自己國家的機器，降低整個技術應用的成本。

（2）應加強微生物、微波、液膜和脈沖電暈等脫硝新技術的基礎和工業化放大研究，并加強它們同已工業化的SCR、SNCR等工藝的聯用技術開發，形成若干擁有我國自主知識產權、適合我國國情的脫硝新工藝、新技術，力爭有所突破，使我國在煙氣脫硝市場上占領一席之地。