燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術工藝探討

蔡程

（克拉瑪依市白堿灘區環保局 新疆克拉瑪依 834009）

燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術工藝探討

蔡程

（克拉瑪依市白堿灘區環保局 新疆克拉瑪依 834009）

燃煤鍋爐是火電廠生產經營中重要設備，通過煤炭的燃燒來獲得能量，但是在生產過程中會生成大量SO2與NOx，是形成酸雨的主要污染物，對環境造成的影響巨大。為降低SO2與NOx的排放量，必須要在原有基礎上更進一步的對脫硫脫硝技術進行研究。

燃煤鍋爐；脫硫；脫硝

1 燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術概述

燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術即利用特定的反應劑，通過處理過程來將煙氣中含有的SO2與NOx同時脫除。同時脫硫與脫硝技術的應用，對改善煙氣排放質量具有重要意義，能夠降低對環境的影響，并且整個處理過程所需設備簡單、基建投資少、占地面積小以及運營管理效率高等優點，逐漸成為了燃煤鍋爐生產處理技術的重要研究方向。在持續發展背景下，現在大部分電廠生產過程中都就這方面進行了更為深入的研究，結合實際生產情況來引進同時脫硫與脫硝技術，如高能電子活化氧化技術、氣/固催化等同時脫硫脫硝技術，并配置了濕法脫硫裝置，應結合現有技術就脫硫脫硝一體化技術進行研究，不斷提高燃煤鍋爐煙氣處理效果。

2 燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術工藝分析

2.1 等離子法

選擇利用等離子法來對燃煤鍋爐同時進行脫硫脫硝技術，常見的有電子束法以及脈沖電暈法等，其中電子束法即通過電子加速器來產生高等等離子來對鍋爐煙氣中存有的SO2與NOx進行氧化處理，在被氧化處理后，會與水蒸氣形成硝酸與硫酸，然后產生的液體會與提前引入設備中的氨發生化學反應，最終生成硝酸銨與硫酸銨，對燃煤鍋爐煙氣進行凈化。另外，對于脈沖電暈處理方式來說，其主要是將加速器電子束轉變為高壓脈沖電源放電，然后發生氧化以及與氨化學反應，最終完成煙氣的清潔處理。選擇應用等離子法進行處理，在與水蒸氣發生反應后生成大量的OH、O、OH2等活性基團，通過化學反應H2SO4+2NH3→（NH4）2SO4、HNO3+NH3→NH4NO3，將SO2與NOx氧化成為SO3與NO2，并生成副產物（NH4）2SO4、NH4NO3。應用此種技術同時進行脫硫脫硝，可以更好的適應煤種與煙氣量的變化，綜合處理效果在80%以上。并且整個處理過程不需要設置廢水處理裝置，反應生成的副產物可以用來作為肥料。

2.2 干法催化

2.2.1 炭基催化

此種處理方式所用炭基可以選擇為活性焦、活性炭以及活性纖維等，利用其比較大的比表面積與孔隙結構，來達到提高吸附效率的目的，并且因為炭基本身表面具有豐富的官能團，可以提高催化反應效果。選擇炭基催化方式來實現同時脫硫脫硝，主要就是用炭基材料來吸附煙氣中含有的SO2，并進行催化氧化反應，在將其轉化為硫酸后存留在炭基材料表面以及孔隙結構中。并以炭基材料為選擇性催化還原脫硝催化劑，與煙氣中NOx以及通入的NH3氧化生成N2。炭基催化對同時脫硫脫硝具有比較高的處理效果，并且所需投資少，反應后產生的副產物也可以重新利用。

2.2.2 金屬氧化物催化

利用金屬氧化物作為同時脫硫脫硝反應的催化劑，常用的有V2O5/TiO2、CuO/Al2O3等，其中選擇應用CuO作為催化劑進行處理，在300～450℃的反應條件下可以完成煙氣中所含SO2的吸附與催化氧化，并將其轉化為硫酸鹽[1]。另外，CuO與催化氧化產物CuSO4可以對煙氣中含有的NOx進行催化，使其與通入煙氣中的NH4發生反應生成N2，達到同時脫硝脫硫的目的。

2.3 濕法吸收

2.3.1 氯酸氧化

利用氯酸來就煙氣中含有的SO2與NOx進行氧化與吸收，將其轉變為相應的酸，然后選擇用Na2S與NaOH吸收氧化反應塔中第一階段生成的酸性氣體。此種處理方式對于煙氣同時脫硫脫硝可以達到95%以上的效果，并且還可以在一定程度上去除存在的有毒金屬。另外，在選擇用此種方式進行脫硫脫硝處理時，應做好實際生產需求的詳細調查，因為反應過程中會產生大量的酸性氣體以及酸液，對金屬設備造成的腐蝕嚴重，并且選擇用吸收液吸收廢氣將成本比較高，不但要提前做好液氣比的控制，同時還要做好造價管理工作。

2.3.2 絡合物吸收

向中性或者堿性溶液中添加適量Fe3+形成絡合物，在對煙氣中含有的NOx吸收后形成亞硝酰亞鐵，并通過進一步溶解O2、SO2形成其他形式絡合物。例如利用6%氧化鎂增強石灰與Fe（Ⅱ）EDTA為吸收液來對進行煙氣脫硫脫硝處理，可以達到良好的處理效果。

2.4 SNOx法

利用SCR與SO2催化反應實現同時脫硫脫硝效果，反應時SO2催化氧化為SO3，并在冷凝塔中轉換為硫酸，而NOx與通入煙氣中的NH3反應生成H2O與N2。煙氣經處理后進入SCR反應器，NOx與通入的NH3進行反應生成H2O與N，這時排出的煙氣中含有SO2、少量NH3以及細顆粒物，進入到415℃反應環境中加入催化劑，SO2被氧化成為SO3，同時煙氣中存有的少量NH3以及細顆粒物也會發生氧化反應，達到消除NOx的目的[2]。另外，反應后的煙氣通過SO2轉化器進入熱交換器中被冷卻，并由冷凝塔繼續冷卻到98℃，其中含有的SO3與水合成H2SO4，最終經過冷凝后一濃硫酸的形式被收集，完成SO2的消除。

3 結語

對于燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術的研究與應用，需要結合實際生產狀況來選擇，從多個處理技術中選擇最為合適的一種，并在生產過程中持續優化完善，爭取不斷提高脫硫脫硝的處理效果。

[1]杜黎明,劉金榮.燃煤鍋爐同時脫硫脫硝技術工藝性分析[J].中國電力,2007,02:71-74.

[2]王旭偉,鄢曉忠,陳彥菲,譚旦輝.國內外電廠燃煤鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術的研究進展[J].電站系統工程,2007,04:5-7+39.

蔡程（1985—），男，漢族，安徽人，本科學歷，工程師，研究方向：環境。