煙氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探討

薛振華

（中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214400）

1 煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀

（1）石灰石脫硫。在煙氣脫硫技術(shù)中應(yīng)用石灰石與石膏的濕法脫硫技術(shù)較為常見，此種技術(shù)的工作原理主要是利用碳酸鈣等物質(zhì)的粉末，使其形成料漿后再應(yīng)用于煙氣脫硫工作中。具體脫硫的過程為煙氣與堿性料漿在噴淋塔處發(fā)生反應(yīng)，這時可以有效地將煙氣中的含硫物質(zhì)溶于水中，并且在接觸到碳酸鈣漿液后可以產(chǎn)生出亞硫酸鈣，這一過程屬于強制的氧化反應(yīng)，并最終獲得了石膏。石膏屬于煙氣脫硫之后的副產(chǎn)品。現(xiàn)階段在煙氣脫硫過程中應(yīng)用此技術(shù)可以達(dá)到97%左右的脫硫率，能夠有效的減輕煙氣對大氣造成的污染。但是這一技術(shù)需要合理的處理煙氣脫硫之后產(chǎn)生的副產(chǎn)品。

（2）氨法脫硫。在煙氣濕法脫硫技術(shù)中，氨法脫硫也是常見的手段之一。根據(jù)相關(guān)資料可知，應(yīng)用此技術(shù)進行煙氣脫硫可以實現(xiàn)97%左右的脫硫率。除此以外應(yīng)用該種方法所造成的能耗較少，并且氨水這一吸收劑也具有利用率高的優(yōu)點，重要的是與石灰石脫硫技術(shù)相比，氨法脫硫之后形成的副產(chǎn)品可以制作成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的肥料。根據(jù)我國的環(huán)境污染特點，此種煙氣脫硫方法在我國具有較強的適用性，但是其缺點是無法對空氣進行徹底凈化，在脫硫的過程中極有可能產(chǎn)生其他污染大氣的成分。雖然此種煙氣脫硫技術(shù)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以用于農(nóng)業(yè)肥料，但是肥料的應(yīng)用與需求量受種植市場與季節(jié)的影響，導(dǎo)致肥料的銷售情況產(chǎn)生一定的波動，使氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用成本不穩(wěn)定。

（3）海水法脫硫。由于船舶的燃料主要是柴油與重油，因此其尾氣中含有大量的含硫含硝物質(zhì)。在尾氣脫硫方面，還可以應(yīng)用海水法脫硫。海水可以作為一種吸收劑，通過此種方法脫硫后形成的硫酸鹽可以直接排放到海水中，其脫硫率非常高，可以達(dá)到90%以上。海水脫硫技術(shù)也是煙氣脫硫手段之一，但是此種脫硫技術(shù)在使用過程中需要應(yīng)用大量的海水資源，具有較強的地域局限性，其應(yīng)用范圍也較小。

（4）其他脫硫技術(shù)。以上兩種脫硫技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，除此以外還有半干法脫硫技術(shù)。此種方法的工作原理為利用脫硫劑與煙氣中的含硫物質(zhì)進行反應(yīng)，并且保證反應(yīng)環(huán)境的密閉性，但是此種方法的脫硫率較低，無法滿足95%的脫硫率，這使得脫硫后的煙氣也不能夠達(dá)到我國規(guī)定的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，因此阻礙了此項技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2 煙氣脫硝技術(shù)現(xiàn)狀

造成大氣污染的主要排放物之一就是氮氧化物，這一物質(zhì)會造成酸雨等污染現(xiàn)象。脫硝技術(shù)可以應(yīng)用于物質(zhì)燃燒過程中的各個階段。針對燃燒前的脫硝方法一般是通過處理燃燒物，這一過程會極大地增加脫硝成本，因此該種脫硝方法不常用。針對燃燒過程中的脫硝方法，一般利用低氮燃燒的手段達(dá)到脫硝的目的。而燃燒后的脫硝方法主要是SNCR、SCR 技術(shù)以及電子束脫硝技術(shù)等。因此在考慮脫硝成本的前提下，可以常用以下技術(shù)進行煙氣脫硝：

（1）低氮燃燒。低氮燃燒是應(yīng)用于燃燒過程中的脫硝技術(shù)，其工作原理是通過改變?nèi)紵臈l件進而減少煙氣中的氮氧化物的含量，最終減少排放到大氣中的污染物。在低氮燃燒技術(shù)中還分為煙氣再循環(huán)技術(shù)與空氣分級燃燒技術(shù)等。在應(yīng)用此種方法進行脫硝時，主要會改變空氣的混合成分與方式，導(dǎo)致空氣比降低，通過控制空氣混合成分控制燃燒的溫度，并有效地減少氮氧化物的生成量。但是此項技術(shù)的脫硝率較低，并且在降低空氣比的過程中容易出現(xiàn)燃料沒有完全燃燒的問題，極大地影響了燃燒效率，對不完全燃燒后的產(chǎn)物也無法妥善處理。

（2）選擇性非催化還原。SNCR 脫硝技術(shù)的應(yīng)用方法為首先必須要在高溫的環(huán)境下進行，需要控制溫度在800 ～1000℃，使氨類化合物與煙氣中含有的氮氧化物進行發(fā)應(yīng)，在反應(yīng)后可以生成N2，由此可以分離出煙氣中的氮元素，直接減少了煙氣中氮氧化物的排放，能夠有效地改善空氣質(zhì)量。由于此項技術(shù)是在高溫的條件下進行，可以避免使用催化劑使其進行反應(yīng)，并且高溫可以確保物質(zhì)的活化反應(yīng)。此項技術(shù)具有操作簡便、阻力小、應(yīng)用成本低等優(yōu)點。但是該種方法的脫硝率非常低，只能達(dá)到30%左右，在提高脫硝率的同時其氨逃逸率也素質(zhì)提高，造成環(huán)境的二次污染。

（3）選擇性催化還原。SCR 技術(shù)是選擇性催化還原中的主要技術(shù)手段，其工作原理為應(yīng)用催化劑，使氨與煙氣中含有的氮氧化物進行反應(yīng)，反應(yīng)之后會產(chǎn)生N2與水，應(yīng)用此種脫硝技術(shù)需要控制反應(yīng)環(huán)境的溫度在300 ～400℃。此項技術(shù)的脫硝率非常高，可以達(dá)到90%的脫硝率，因此火力發(fā)電領(lǐng)域多應(yīng)用該項技術(shù)進行煙氣的脫硝。

3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

（1）炭基新型催化技術(shù)。為了提高污染物的處理效率，必須研發(fā)高效、清潔的煙氣處理技術(shù)，有效地改善環(huán)境質(zhì)量。經(jīng)過相關(guān)實驗可知，利用催化法進行煙氣脫硝脫硫可以在保證安全的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效處理。其中活性炭以其自身孔隙結(jié)構(gòu)大、穩(wěn)定性高等優(yōu)點多被用作煙氣脫硫脫硝的材料。同時，應(yīng)用活性炭不會出現(xiàn)二次污染的問題，獲取方法也較為廣泛且便捷。相關(guān)專家利用活性炭研究了解決上述技術(shù)中存在的一些缺點問題，主要是利用改變活性炭的化學(xué)改性或者在活性炭上負(fù)載稀土金屬等方法，研究出了新型的煙氣脫氧脫硝技術(shù)，便是炭基新型催化技術(shù)。此項方法主要是將活性炭進行特殊處理后改變自身的物理屬性以及活性位點，進而將活性炭的主要功能由吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋行У靥岣吡嗣摿蛎撓醯男剩⑶掖朔N方法可以在低溫環(huán)境下進行。當(dāng)前一些燃煤電廠由于應(yīng)用了劣質(zhì)的高硫煤，并且沒有使其燃燒充分，導(dǎo)致排放的煙氣存在含硫量高的特點，實現(xiàn)多種污染物的超低排放，其難度較大。因此對煙氣排放的治理需要結(jié)合實際情況，考慮實際因素，結(jié)合煙氣的特點選擇合適的處理技術(shù)，并應(yīng)用全局觀念綜合性、科學(xué)性的應(yīng)用多種煙氣脫硫脫硝處理技術(shù)，最終實現(xiàn)超低排放的目標(biāo)，這一研究方向也是未來大氣污染治理的重要內(nèi)容。

（2）RECO 技術(shù)。為了改善大氣污染情況，需要嚴(yán)格控制廢棄物的排放量，在煙氣脫氧脫硫方面也要采取綜合性的處理手段，應(yīng)用多種煙氣處理技術(shù)，有效地減少含硫含硝物質(zhì)的排放量。但是在綜合應(yīng)用煙氣脫硝脫硫手段時需要加大投資規(guī)模，導(dǎo)致處理成本的增加，還極易引發(fā)二次污染的問題。為了有效地改善這一窘境，需要發(fā)展與研究一體化的煙氣脫硝脫硫技術(shù)。現(xiàn)階段我國已經(jīng)研究出了RECO 的一體化控制技術(shù)，在進行完煙氣脫硫脫硝反應(yīng)之后，可以將其產(chǎn)生的反應(yīng)物制成硫酸制品。同時可以利用氧化等方式處理氮氧化物，并將其制作成農(nóng)業(yè)所需要的硝酸制品。這一技術(shù)可以極大地提高煙氣脫硝脫硫的效率，還可以避免出現(xiàn)二次污染的問題。RECO 技術(shù)可以實現(xiàn)高效率的廢棄物轉(zhuǎn)化，同時應(yīng)用此項技術(shù)的成本較低。此項技術(shù)可以有效地解決兩項問題，首先是硫資源短缺的問題。我國需要從國外進口硫磺礦產(chǎn)等資源來實現(xiàn)硫酸的生產(chǎn)，而應(yīng)用此技術(shù)可以在煙氣脫硝脫硫的過程中將廢棄物制成硫酸制品。其次，我國農(nóng)業(yè)需要大量的氮肥，而應(yīng)用此技術(shù)可以將煙氣廢棄物制成氮肥，促進了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，有助于我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

（3）改性海水法。針對與船舶的尾氣脫硝脫硫技術(shù)，現(xiàn)階段當(dāng)船舶尾氣中含有較低的含硫含硝物質(zhì)時可以應(yīng)用海水洗滌法，但是在面對高濃度的含硫含硝煙氣時此種方法的脫除效果非常不明顯。為了解決這一問題，專家對改性海水法進行了深入的研究。主要是利用電解的方法實現(xiàn)海水改性，進而形成氫氧化鈉溶液來有效提高海水的PH 值。但是船舶上的電量無法滿足電解海水的電量需求。因此，在這一基礎(chǔ)上改進了此種方法，主要是利用氫氧化鎂與海水混合，以提高海水的堿性值。但是氫氧化鎂并不是船舶常備的物資，此種方法也具有一定的局限性，需要專家們進行深入的研究。

4 結(jié)語

綜上所述，為了減輕煙氣排放對環(huán)境造成的污染程度，我國現(xiàn)階段主要采用的是石灰石脫硫與氨法脫硫的濕法脫硫技術(shù)。在煙氣脫硝技術(shù)方面主要應(yīng)用的是低氮燃燒以及選擇性非催化還原或催化還原的技術(shù)。由于以上的煙氣脫硫脫硝技術(shù)均具有一定的缺陷，因此，在未來應(yīng)著重發(fā)展與研究RECO 技術(shù)，進而提高我國對污染物的治理能力，實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。