燃煤煙氣脫硫脫硝技術研究

李興強 任振峰

（青島華拓電力設計有限公司 山東青島 266031）

作為最大的煤炭生產和消費的國家，我國的生態環境已經被燃煤煙氣造成了嚴重的破壞，因此治理燃煤煙氣的污染迫在眉睫，我國也一直在對燃煤煙氣進行治理和研究。但是在我國目前的煙氣治理中，采用的是硫和硝的單獨治理，即石灰石-石膏法脫硫和NH3選擇性催化還原法脫硝。單獨治理的辦法已經難以滿足環境所需要的要求，因此，對燃煤煙氣脫硫脫硝技術進行研究和探討，發展具有經濟價值和提高環保效率的脫硫脫硝技術是當前需要研究的重點。

1 固相吸附完成脫硫脫硝工藝

固相吸附完成脫硫脫硝是利用固相吸附劑，通過吸附作用來完成脫硫脫硝，將燃煤煙氣轉化成硫和氮的副產物。其主要方法有活性炭法和氧化銅、三氧化二鋁吸收法。

活性炭法是在進行燃煤煙氣處理時，先進性除塵、降低溫度和調節濕度等措施，然后將燃煤煙氣裝入活性炭吸收塔，吸收塔中的活性炭會對SO2進行吸附，被其中的含氧化合物氧化，形成SO3，SO3再與水蒸氣結合生成H2SO4。脫硝則是在通入吸附塔的時候，NH3與NOX發生氧化還原反應生成N2的過程。活性炭吸附法的不足之處在于活性炭的消耗較大，產出的硫酸品質較低，但是活性炭吸附法是能夠同時解決多種污染元素的有效方法。

氧化銅和三氧化二鋁吸收法，一般是以三氧化二鋁為載體吸附 CuSO4， 然后用 H2、CO等氣體將 CuSO4還原為單質 Cu，再和SO2反應。在脫硫的同時，利用氧化銅等生成物催化，向燃煤煙氣中通入NH3，使之和NOX反應轉化成氮氣。其主要優點是無二次污染的風險，并且吸附劑可以循環利用，但是其存在一定的缺點：成本較高、催化劑容易造成中毒等，不利于工業生產中脫硫脫硝。

2 氣體或者固體催化在燃煤煙氣中的脫硫脫硝應用

此方法主要是運用不同種類的催化劑對二氧化硫和NOX進行氧化還原，其主要方法有SNRB法脫硫脫硝工藝、WSA-SNOX法脫硫脫硝工藝和Parsons煙氣清潔脫硫脫硝工藝。

SNRB法脫硫脫硝能夠同時去除二氧化硫和煙塵，其原理是將石灰水等吸收劑噴入高溫集塵室，脫出二氧化硫，并利用催化劑使NH3與NOX發生氧化還原反應生成N2，其脫硫脫硝效率很高，分別達到80%和90%，其設備工藝簡單，并且能夠有效的減少中毒風險，適用范圍廣泛。

WSA-SNOX法脫硫脫硝工藝是采用兩種催化劑，首先將燃煤煙氣收集進入反應器，用NH3脫去大部分的NOX，再投入到二氧化硫轉化器，使大部分的二氧化硫轉化成為三氧化硫。最后經過冷卻，此方法去除煙塵的效率很高，并且無二次污染，但是副產品濃硫酸的儲運困難并且消耗較高是其最大的缺點。

Parsons煙氣清潔脫硫脫硝工藝是在單一的還原反應中，同時將二氧化硫還原成為H2S，并且同時將NOX還原成為氮氣的一種工藝。其主要操作步驟為，將煙氣、水蒸氣、和硫磺裝置的尾氣等混合形成催化氣體，二氧化硫和NOX在反應器中被還原，將還原后的氣體進行冷卻，然后放入吸收住中，在吸收住中和硫化氫氣體混合進行再加熱，最后將硫化氫氣體轉化成硫的副產品。其設備復雜，但是脫硫脫硝的效率達到99%以上，具有極高的研究價值。

3 高能電子活化氧化在燃煤煙氣中脫硫脫硝應用

高能電子活化氧化的原理是用高能電子撞擊氧氣、氮氣和水分子，形成離子、原子、電子等，將二氧化硫轉化為三氧化硫，然后與水分子反應形成硫酸，一氧化氮則被氧化成二氧化氮，再與水分子反應形成硝酸，硫酸分子和硝酸分子再與NH3反應生成(NH4)2SO4，和NH4NO3，高能電子活化氧化又可以分為電子束-氨法和脈沖電暈-氨法。

電子束-氨法是利用高能電子束照射70℃的煙氣，使一部分分子電離，從而產生離子、原子和電子等，將燃煤煙氣中的二氧化硫和NOX氧化成為三氧化硫和二氧化氮，然后和水分子反應生成(NH4)2SO4，和NH4NO3。電子束-氨法的特點是不產生廢水和廢渣，便于操作和操控，并且能夠高效的完成脫硫脫硝，但是其缺點是造價成本高，而且需要放射線的防護設施。

脈沖電暈-氨法是將高壓脈沖電源連接在電極上，電暈對接地一級發出脈沖電暈放電，煙氣中的分子獲得巨大能量，產生O和OH等離子。巨大能量可以使二氧化硫和NOX瞬間轉化成三氧化硫和二氧化氮，再與水分子反應生成固態的 (NH4)2SO4，和NH4NO3。脈沖電暈-氨法不需要電子槍和防輻射的投資，除塵效率也很高，造價低和設備簡單等優點使得脈沖電暈-氨法成為研究的主要目標之一，具有良好的應用性。

4 結語

隨著環境質量要求的日益提高，脫硫脫硝技術必須積極進行研究，要不斷的改進和創新技術，以至于脫硫脫硝技術能夠達到不污染環境，脫硫脫硝效率高并且成本低的目的，完善的脫硫脫硝技術是創建美好環境的有力保障。

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