煙氣脫硫脫硝技術的現狀與發展

毛曉香

摘 要：隨著現代經濟社會的不斷發展，電廠煙氣脫硫脫硝開始逐漸得到重視，我國目前電廠所用的煙氣脫硫脫硝技術包括電子束照射、FGD—SCR法以及氯酸氧化技術等。本文主要針對工藝脫除機理對其優點和缺點加以分析和探討，并對我國未來煙氣脫硫脫硝的發展方向進行預測，從而促進我國發電事業的不斷發展和進步。

關鍵詞：電廠發電；脫硫脫硝；現狀分析；改進措施

隨著經濟社會的不斷發展和進步，能源消費結構誘發的環境污染現狀越來越嚴重，其中溫室效應、酸雨、大氣煙塵、臭氧層破壞成為對人類生存造成危害的主要殺手。燃煤煙氣包含二氧化硫、煙塵、氮氧化物等物質是造成酸雨、大氣污染、溫室效應的主要因素。[1]所以，如何對燃煤中的NOx以及SO2的排放加以控制，是我國環保領域以及世界能源需要解決的主要問題。因為分步脫硫脫硝技術相對簡單、運行成本較低、其運行性能相對較好，脫硫脫硝技術是未來燃煤煙氣治理技術的未來發展，傳統的脫硫技術聯合選擇性催化還原技術能夠脫除煙氣中所具有的SO2以及NOx聯合脫硫脫硝技術的應用在系統內部能夠脫離相應氣體。

1 聯合脫硫脫硝技術分析

當前發電廠使用較為廣泛的脫硫脫硝技術就是聯合脫硫脫硝工藝，因為選擇的SCR以及FGD工藝能夠互相獨立，大都能夠達到對NOx以及SO2脫硫效果。

1.1 石灰、石灰石煙氣脫硫—SCR聯合技術

聯合脫硫脫硝技術的工業化發展一般選擇高性能的石灰/石灰石煙氣脫硫系統從而脫除SO2以及選擇性催化還原的工藝來消除NOx。一般而言，石灰、石灰石脫硫體系所用的濕式工藝，但是，SCR體系為干式工藝范疇之內。這一工藝目前在德國、日本或者瑞典等都進入到工業的應有階段。[2]其主要優點是無論入口處的NOx或者SO2濃度比大小為多少，都能夠達到NOx或者SO2脫硫率達到理想的效果。

1.2 SNOXTM技術

SNOXTM關鍵技術包括SO2和SCR的WSA以及轉化，這一工藝首先把煙氣加熱超過405℃，通過布袋除塵器對顆粒物加以去除，并在SCR單元進行脫硫，在SCR單元內部使用氨氣對NOx進行催化氧化處理，并將其轉變成水蒸氣和氮氣。煙氣在第二個催化反應器內部把SO2轉變成成SO3。最后，煙氣通過換熱器實現降溫之后，通過玻璃管冷凝器將水轉變成硫酸。[3]這項技術脫硫率和脫硝率分別為95%以及94%。這項技術的有點就是可靠性較高、維護費用相對較低，不會出現二次污染，其投資費用較高、能耗相對較大。

2 脫硫脫硝技術

若使用兩套裝置可以對煙氣進行脫硫脫硝，其占地面積相對較大，操作費用相對較高、投資費用較高。所以，脫硫脫硝技術依然處在初級階段，并在規模較大的工業中得到應用，煙氣同時脫硫脫硝技術分為兩個不同的種類，爐內燃燒過程中的同時使用的脫除技術、燃燒之后的煙氣脫除技術。燃耗之后的煙氣脫硫脫硝是未來大規模工業發展中應用較為普遍。

2.1 干式同時脫硫脫硝工藝

2.1.1 電子束照射法

電子束照射法是目前運用較為普遍、較為典型的一種堿性噴霧干燥法，這種方法的原理則是通過煙氣進入到反應器之后配合氨氣，并在反應器中通過電子加速器誘發電子束照射煙氣，并讓氧、水蒸氣等分子激發出現高能的自有其，這些自由基會讓煙氣中的NOX以及SO2在較短的時間內就受到氧化，產生硝酸和硫酸，并和氨氣反應形成硝酸銨或者硫酸銨化肥。這一流程的優點就是能夠保證脫硫脫硝同時進行，其中脫硫效率能夠超過90%、脫硝效率則能夠達到80%以上的標準，不會出現廢渣或者廢水，副產品則可以當成化肥來使用。[3]

2.1.2 NONXO技術

NONXO技術屬于干式吸附再生技術的一種，其處理過程包括再生和吸收等步驟，該項技術處理過程包括吸收以及再生等不同的步驟，該項技術對于二氧化硫進行凈化的水平相對較高，氮氧化物的脫除效率在70%到90%之間。這項技術的運用吸附劑用量較大，其設備相對龐大、投資較大，動力消耗大。

2.2 濕式同時脫硫脫硝工藝分析

2.2.1 氯酸氧化工藝分析

該項工藝技術是在設備內部脫除煙氣中的NOX以及SO2的方法，這項工藝所用的氧化吸收塔以及堿式吸收塔兩段不同的工藝，氧化吸收塔所用的氧化劑主要是使用對SO2、NO以及有毒金屬進行氧化處理，堿式吸收塔作為后期的工藝則使用NaOH以及Na2S作為吸收劑，從而對殘余的酸性氣體加以吸收。

2.2.2 濕式配合吸收工藝分析

濕式FGD配合金屬螯合物工藝在中性溶液或者堿性溶液中配合亞鐵離子，從而形成氨基羥酸亞鐵螯合物。[4]這類螯合物通過吸收NO形成亞硝酰亞鐵螯合物，配合NO之后能夠連同溶解之后的O2以及SO2而形成N2O和N2，連同硫酸鹽和二硫酸鹽以及N—S化合物等。這類工藝需要從吸收液去除硫酸鹽、而硫酸鹽等。這一工藝技術依然處在初級階段，其利用率相對較低。

3 結語

為了能夠從根本上減少氮氧化物和二氧化硫可能會對大氣造成的污染，首先，要能夠對燃燒技術抑制的生成技術進行改進；其次，要對煙氣中的氮氧化物和二氧化硫進化處理。在今后的煙氣脫硫脫硝工藝研究過程中，要能夠加深對反應動力、反應機理的研究力度，從而為相關工藝實現工業化發展提供有力、充分的理論指導。發電廠要能夠結合我國的實際國情，開發能夠運用在中小型鍋爐上，低耗能、高效、操作性較強的脫硫脫硝工藝，促進我國電力事業的不斷發展。

參考文獻：

[1]岳濤，莊德安，楊明珍，鄧九蘭，張迎春.我國燃煤火電廠煙氣脫硫脫硝技術發展現狀[J].能源研究與信息，2008（03）：125-129.

[2]沙乖鳳.燃煤煙氣脫硫脫硝技術研究進展[J].化學研究，2013（03）：315-321.

[3]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.

[4]葛榮良.火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J].上海電力，2007（05）：458-467.endprint