鍋爐煙氣聯合脫硫脫氮技術研究

黃麗麗

摘 要：鍋爐煙氣中含有大量的硫氧化物和氮氧化物，這兩種氧化物會造成嚴重的空氣污染，因此我們應該加快研究鍋爐煙氣的脫硫脫氮技術。本文就聯合脫硫脫氮技術的原理進行了概述，其次分別講解了爐內脫硫脫氮技術、尾部煙氣聯合脫硫脫氮技術和經濟利益評價與展望，從而為脫硫脫氮技術的進一步開發和改進提供參考。

關鍵詞：鍋爐煙氣；聯合；脫硫脫氮；技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.062

0 引言

鍋爐消耗最多的能源是煤炭，煤炭燃燒會釋放大量的硫氧化物和氮氧化物，會造成嚴重的空氣污染問題。但是煤炭資源多，成本低，一直受工業技術的青睞，因此我們應該加快研究鍋爐煙氣的脫硫脫氮技術。單獨的脫硫脫氮技術可以實現，但所用的設備增多，處理成本高，效果不明顯。聯合脫硫脫氮技術效果明顯，且設備費用低，所占的面積小，運行方便。因此鍋爐煙氣聯合脫硫脫氮技術是現在和未來的研究重點。

探究快速高效的聯合脫硫脫氮技術已經成為人類日趨緊迫的任務，并且也是國內外凈化煙氣的總趨勢。聯合脫硫脫氮技術有很多種，但是最為普遍和行之有效的有兩種，一種是爐內脫硫脫氮技術，另一種是尾部煙氣聯合脫硫脫氮技術。

1 技術原理概述

鍋爐煙氣聯合脫硫脫氮技術以化學分析中的氧化分解理論為基礎，利用鍋爐燃煤產生的灰渣和飛灰作為“介質”，使灰渣或飛灰中含有的金屬離子與SO2、NOx發生反應，轉化為可溶于酸的堿性金屬離子和過度金屬離子。根據系統運行中所發生的固、氣、液系列物理—化學變化，不外加藥劑，脫除煙氣中的SO2、NOx等有害物質。

2 爐內脫硫脫氮技術

國內外一直在尋找一種可以提高煤炭燃燒率，減少煙氣污染的新技術。潔凈煤技術就應運而生了。潔凈煤技術又主要包括五種。

第一種為循環流化床燃燒技術，它是利用流化床自身的特點，比如說溫度均勻，可以讓煤與吸附劑接觸的范圍變大，這樣可以提高煤炭的燃燒率，也可以去除煙氣中的二氧化硫，同時由于在這過程中溫度低，氮氧化物不宜形成。在此循環流化床技術中有一種為增壓的循環流化床技術，它主要是給流化床增壓，然后將煤與附加劑在一起放在里面進行燃燒，這種技術所需的溫度不高，因此氮氧化物也不宜形成，但是由于我國對氮氧化物的排放量要求越來越嚴格，所以不應該僅局限于減少其產生的途徑，還應該想辦法消除煙氣中已產生的氮氧化物，比如說往流化床懸浮段噴入氨 ，可以顯著降低氮氧化合物的排放量。第二種技術為煤炭的加氫熱解技術，它是將煤炭在加入氫氣的情況下，高效的將固體煤轉化為液體燃料，實現脫硫，產生潔凈能源。它開始時脫硫效果不明顯，后來變化為多段的脫硫技術，但是它需要消耗大的成本，再后來有人提出了富含氫氣和甲烷的焦爐煤氣代替純氫進行加氫熱解。第三種技術為爐內加有機鈣脫硫脫氮技術，它是將垃圾在高溫的情況下進行分解，在此過程中會產生一種物質，它是有機油，它會與此過程中的鈣化物產生反應，產生有機鈣，有機鈣在燃燒過程中，活性大，會與氮氧化物與硫氧化物的反應更加充分。第四種技術為SOXAL 凈化技術，它是在鍋爐內同時進行尿素/甲烷噴射的鈉基循環凈化系統 。在此過程中利用的與二氧化硫反應的物質為亞硝酸鈉，因為這種物質無論是在酸的狀態與堿的狀態都可以與二氧化硫反應，產生不污染空氣的物質。第五種技術為燃氣再燒與吸附噴射技術，它是將兩種技術結合達到更高效的脫氮脫硫技術，該技術成本低，實用性大。

3 尾部煙氣聯合脫硫脫氮技術

尾部煙氣聯合脫硫脫氮技術主要包括活性炭法、循環流化床聯合脫硫脫氮技術、基于液相溶液的聯合脫硫脫氮技術、半干噴霧脫硫脫氮技術和高能輻射-化學脫硫脫氮方法。

活性炭法是主要是利用活性炭可以吸附二氧化硫，并且是氨氣與氮氧化物反應的催化劑，雖然這樣可以達到脫氮脫硫的目的，但是其成本高，且效率相比其他技術要低。循環流化床聯合脫硫脫氮技術在爐內脫硫脫氮技術中已經講過，只是放置的位置不同，但是都是利用的流化床傳熱快、溫度均勻和固體與氣體接觸范圍大的特點。基于液相溶液的聯合脫硫脫氮技術包括雜多酸化合物溶液脫硫脫氮法和德國AMASOXI 方法。雜多酸化合物溶液脫硫脫氮法是鉬硅雜多酸與二氧化硫產生反應，產生的化合物又與氮氧化物發生化學反應，產生氮氣的技術。AMASOXI法是利用氨氣與二氧化硫產生化學反應，利用催化劑與氮氧化物產生反應。半干噴霧脫硫脫氮技術包括干法石灰噴霧技術和堿性水噴霧脫硫脫氮技術。堿性水噴霧脫硫脫氮技術主要利用二氧化硫與氮氧化物成酸性，酸堿反應的原理。高能輻射-化學脫硫脫氮方法包括脈沖電暈等離子體脫硫脫氮技術和其他高能輻射方法。脈沖電暈等離子體脫硫脫氮技術加入氨氣，可以提高脫硫的效率。

4 經濟利益評價與展望

大家都十分關注鍋爐煙氣聯合脫硫脫氮技術研究， 現在已經具有較為完善的經濟利益評價系統，具體的經濟指標見表1。

鍋爐煙氣聯合脫硫脫氮技術已經成為煙氣處理的大的趨勢，但是由于聯合技術所用的設備費用高，運行不穩定等特點，并沒有得到大范圍的推廣。在我國，氮氧化物的處理問題已經提上了日程，所以研究出符合我國國情，成本低的聯合脫氮脫硫技術是大氣污染控制領域里的重點課題。

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