煙氣脫硫脫硝技術的現狀與發展

秦達飛

摘要：煙氣中含有大量的含硫與含硝物質，這些物質會對大氣造成嚴重的污染，破壞生態環境。為了有效地解決煙氣 對環境的污染問題，需要對煙氣脫硫脫硝技術進行深入的研究與分析。本文闡述了煙氣脫硫脫硝技術的現狀，并對此技術 的未來發展趨勢進行探討。

關鍵詞：煙氣;脫硫脫硝;技術現狀

前言

隨著我國經濟的發展%在能源消費中帶來的環 境污染也越來越嚴重&其中大氣煙塵$酸雨$溫室效 應和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺 手&燃煤煙氣所含的煙塵$二氧化硫$氮氧化物等有 害物質是造成大氣污染$酸雨和溫室效應的主要根 源&我國南方及西南部地區相當一大片地域頻繁發 生酸雨和酸霧的災害&cddd年全國環境狀況公報表 明在統計的 eef個城市中%gehij的城市超過國家 空氣質量二級標準%其中超過三級標準的有 kkc個 城市%占監測城市的eehkj&我國煤炭儲量豐富%每 年的產量超過 kd億 G&我國燃煤取得的能量達到能 源總量的lij以上%而且這種能源結構在近年不會 改變&與此同時燃煤煙氣中排放的二氧化硫和氮氧 化物占全國總排放量的mdj&因此在我國對燃煤煙 氣進行脫硫脫硝是刻不容緩的任務&

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 煙氣脫硝技術現狀

造成大氣污染的主要排放物之一就是氮氧化物，這一物 質會造成酸雨等污染現象。脫硝技術可以應用于物質燃燒過 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 手段達到脫硝的目的。而燃燒后的脫硝方法主要是 SNCR、 SCR 技術以及電子束脫硝技術等。因此在考慮脫硝成本的前 提下，可以常用以下技術進行煙氣脫硝：

（1）低氮燃燒。低氮燃燒是應用于燃燒過程中的脫硝 技術，其工作原理是通過改變燃燒的條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 燃燒技術中還分為煙氣再循環技術與空氣分級燃燒技術等。 在應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。但是此項技術的脫 硝率較低，并且在降低空氣比的過程中容易出現燃料沒有完 全燃燒的問題，極大地影響了燃燒效率，對不完全燃燒后的 產物也無法妥善處理。

（2）選擇性非催化還原。SNCR 脫硝技術的應用方法為 首先必須要在高溫的環境下進行，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應， 在反應后可以生成 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量。 由于此項技術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，并且高溫可以確保物質的活化反應。此項技 術具有操作簡便、阻力小、應用成本低等優點。但是該種方 法的脫硝率非常低，只能達到 30% 左右，在提高脫硝率的同 時其氨逃逸率也素質提高，造成環境的二次污染。

3 煙氣脫硫脫硝技術的未來發展趨勢

炭基新型催化技術。為了提高污染物的處理效率， 必須研發高效、清潔的煙氣處理技術，有效地改善環境質量。經過相關實驗可知，利用催化法進行煙氣脫硝脫硫可以在保 證安全的基礎上，實現高效處理。其中活性炭以其自身孔隙 結構大、穩定性高等優點多被用作煙氣脫硫脫硝的材料。同 時，應用活性炭不會出現二次污染的問題，獲取方法也較為 廣泛且便捷。相關專家利用活性炭研究了解決上述技術中存 在的一些缺點問題，主要是利用改變活性炭的化學改性或者 在活性炭上負載稀土金屬等方法，研究出了新型的煙氣脫氧 脫硝技術，便是炭基新型催化技術。

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.