關于燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究

王志強

淮北申皖發電有限公司，安徽淮北，235000

關于燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究

王志強

淮北申皖發電有限公司，安徽淮北，235000

我國是燃煤大國，煤是我國主要能源之一，這樣的能源結構導致我國環境深受其害，尤其是由于燃燒不完全導致所產生的煙氣中硫、硝等含量較高，進入大氣后會給大氣造成巨大破壞，因此如何凈化燃煤煙氣已經成為研究的重要課題，本文就如何進行一體化脫硫脫硝展開討論研究，期望能為煙氣凈化做出指導。

煙氣凈化；脫硫脫硝；一體化技術；現狀探究；問題求索

對于煙氣脫硫脫硝，我國已經有所研究，并取得一定進展，尤其是脫硫技術，已經基本成熟，但是如何進行一體化脫硫脫硝，雖有所研究，但并不成熟，且應用較少。本文通過對一體化脫硫脫硝的發展現狀，以及脫硫脫硝一體化技術中存在問題和對應解決方案進行探討，以期提高一體化技術水平、促進一體化應用并改善煙氣質量、節約凈化成本。

1 脫硫脫硝一體化技術的應用

1.1 脫硫脫硝一體化技術分類

脫硫脫硝一體化技術，即是對煙氣中的硫硝脫離過程進行有機合并，從而減少實踐中的消耗和過程，并提高凈化純度，使得排放的煙氣中有害氣體減少。一體化凈化技術是根據脫硫、脫硝技藝發展而來，在一個系統內進行兩個過程，能夠提高系統運行效率并降低成本，從而升級簡化凈化系統。根據系統運行原理，可將一體化凈化硫硝分為：聯合脫硫脫硝和同時脫硫脫硝。前者即是同一系統中進行脫硫脫硝，脫硫脫硝分別采用各自方法進行，后者即是研究同時吸附硫硝的技術，使得硫硝合成新的化學物，理論上聯合方法比同時技術的步驟多、消耗更大，理應同時技術應用較廣，但事實恰恰相反，這是由于同時脫硫脫硝技術程度低，未完全開發。

1.2 一體化凈化技術研究進展

我國對于煤煙脫硫脫硝一體化的研究是基于我國的傳統脫硫、脫硝技術和國際一體化技術而發展的，經由多領域學者專家、技術人員的聯合，從理論上和可行性上以及效益分析等方面進行探索分析，制定方案，并且以數字化方式對于方法技術的發展、應用程度進行了較精細的統計，并就其實際效用進行分析，解剖其不足，并尋找解決方法，在此領域中投入的資源逐漸增加，取得的成果也有顯著表現，從開始的石灰粉吸附到后來的活性炭吸附，材料及方法的轉變，使得吸附效果顯著提高，并且借由化學反應，使硫硝能在系統中生成新物質，不僅提高了效率、增強了效果，而且能夠對有害成分進行利用，變廢為寶，能夠形成產業鏈，提高社會整體效益。

1.3 一體化凈化硫硝的必要性分析

在傳統凈化技術環境下，煙氣中有害氣體無法除盡、殘留較多，對環境的破壞性極大，在世界空氣質量急劇下降的情況下，提高空氣質量已經成為全世界人民的要求，因此煙氣凈化排放標準也相應提高，需要新的技術支撐。加之一體化凈化使用同一個系統，減少了系統設置及運行的成本，也減少了系統銜接時的成本和過程，以及過程中煙氣泄漏的風險，也減少了重復的步驟和過程，簡化了程序，提高凈化效能和性價比，節約成本，為新技術的研發和其他操作提供可能性。相對于傳統方法，一體化技術所需要的人財物均有大幅降低，對于材料和過程中的花費也極大程度上進行了簡化和削減，可以說，一體化是可持續理念的踐行與應用。

2 脫硫脫硝一體化技術中存在的問題

2.1 傳統方法應用于硫硝凈化存在弊端

傳統凈化煙氣方法是分別進行脫硫、脫硝，兩個過程分開，使用的方法對脫硫作用明顯，脫硝卻不盡如人意，反之亦然，如此就造成了需要分步進行凈化。我國的脫硫技術發展較脫硝技術更加成熟，但吸附手段效果并不突出。傳統的分開凈化會造成凈化不完全，煙氣中的硫硝大量殘余，達不到現代生態環境要求，加之分開凈化造成人力、財力、物力的浪費，過程重疊、步驟冗雜、消耗成雙、耗時加長，并且凈化程度較低、效率低下，并且增加了不必要的消耗，例如保存煙氣的費用、場地建設的增加。傳統方法無論是環境還是經濟上，抑或是綜合效益，均無法滿足發展要求，急需新的技術手段改變現有局面，一體化凈化即是在此種迫切情境下應運而生。

2.2 吸附材料吸附力不足，持續性低

現有吸附技術以活性炭和氧化銅為主要材料，活性炭表面疏松，吸附性能較強，是吸附的常用材料，以活性炭吸附二氧化硫，并使用氨氣與硝化物反應，最終產生水和氮氣，實現凈化，但活性炭吸附能力無法適應工業的飛速發展。氧化銅比活性炭更復雜，但吸附能力更好，凈化效果更好，運行成本也相應較高，利用氧化銅和二氧化硫反應，并利用其生成物與氧化銅、氨氣共同作用，吸收硝氧化物，吸附中沒有污染物產生，但是隨著使用時長的增加吸附能力減小，無法持久是其致命特點。當前兩種常用吸附方法均存在吸附力不足，無法持久使用的弱點，如何擺脫這種桎梏，尋找新的解決之法，是目前吸附領域研究的重點。

2.3 化學方法危險性大、缺乏穩定性

以物理、化學結合為原理的電子束法，通過電子獲得加速器產生的活性基因使硫、硝氧化物氧化，并將產生物與氨氣混合，最終實現凈化。電子束法對于凈化煙氣作用顯著，但是其活性基因獲得方法過于危險，且操作亦較復雜，給實際應用過程帶來了極大的風險，缺乏穩定性，凈化過程中事故發生概率高，對于工業安全和社會穩定造成潛在危機。如何應用化學原理對活性基因產生途徑進行完善，或者尋找其他代替方法，從而解決安全性與穩定性難題，填補物理化學方法凈化煙氣的技術空缺，使煙氣凈化技術興盛繁榮，在穩定安全中有所突破。

3 脫硫脫硝一體化的具體措施探索

3.1 物理化學方法改革進化

以脈沖電暈法代替現有的電子束法，脈沖電暈法與電子束法原理相近，且均有運行簡單、實用性較強的特點，并且凈化效果亦十分顯著。二者區別在于電暈法通過高壓電源獲取活性基因，相比之下，電暈法比現有電子束法更為節約資源，并且更加安全凈化程度較高，成本也相對較低，目前，電暈法已經成形，若能應用于實踐，勢必能夠獲得優于電子束法的效用，脈沖電暈法針對電子束法最主要的弊病，即安全性低的特點，進行改革與完善，能夠極大程度上改變現有技術的缺陷，以高壓電源替代電子獲得加速器，并對電子束法的的其他環節進行改良，是凈化技術的一大進步。

3.2 吸附方法的創新與應用

干式吸附再生技術，其優點在于，能夠同時吸附硫、硝氧化物，并且硫可做再生資源使用，且過程簡單，成本極低。具體過程為，煙氣排出前須由鈉鹽進行吸附，將其中的硫硝吸收殆盡，鈉鹽飽和后，在600攝氏度高溫下使其釋放氮氧化物并冷卻后重新投入使用;富氧型高活性吸收劑法，依據傳統循環流化技術發展而來，無論是可行性還是性能效益都有較大保障，以粉煤灰、消石灰等，結合添加劑，組成循環流化床，作為其反應器，并與硫硝反應，生成鈣硫化物，從而脫硫脫硝，值得一提的是，此種方法不僅能同時有效脫硫脫硝，更能夠對燃煤煙氣中的其他物質，例如汞、氮氧化物，使煙氣凈化效果更佳，提高凈化空氣的質量。

3.3 大膽創新，采用新技術、新理念

除上述方法外，還有許多技術已經初具雛形、處于實驗階段，等待更加完善并進入實踐領域。從國內外發展趨勢來看，一體化凈化方法逐漸受到熱捧，且不限于硫硝一體，還有更多的污染物正在實現凈化一體化，隨著科技和工藝的快速發展，迎合更高需求的技術必將面世，新理論、技術逐漸被引入，例如氣體液化技術、電化學、分離技術等層出不窮的方法，正在研究完善，并試圖走入實踐，煙氣凈化的發展需要著重于成本降低、過程的簡化、效益的提高、污染的減小，以及二次污染的避免等，以這些要求為研發目的與方向，能夠找準目標，結合國內外先進工藝和理論，創新思維，加快我國自主化科技道路，為工業和科技的發展增添助力。

4 結語

脫硫脫硝一體化是傳統煙氣凈化的升級，耗時更少、凈化程度更高、成本更小、過程更簡，是煙氣凈化技術的一大進步，雖然仍不成熟，但假以時日必定能對我國建設與發展起到巨大的作用，希望本文所做的闡述能為煙氣凈化領域技術變革有所助益，并能夠指導實踐，為經濟、科技與環境均能有所貢獻。

[1]張賾.煙氣脫硫脫硝一體化技術研究探討[J].科技創新導報.2015(06):90.

[2]康新園.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究進展[J].潔凈煤技術.2014(06):115-118.

王志強/1980年生/男/安徽淮北人/本科/助理工程師/研究方向為環保