锅炉烟气同时脱硫脱硝技术研究

杨海龙刘川凤（.山东神华山大能源环境有限公司， 山东 济南 5004；.山东浪潮新世纪科技有限公司， 山东 济南 5000）

锅炉烟气同时脱硫脱硝技术研究

杨海龙1刘川凤2
（1.山东神华山大能源环境有限公司， 山东 济南 250014；2.山东浪潮新世纪科技有限公司， 山东 济南 250001）

锅炉烟气同时脱硫脱硝技术是国内外这方面技术研究的重点，本文概括介绍了几种最基本的脱硫脱硝技术，并做了简单的对比，指出了我国这方面技术的研究方向。

脱硫；脱硝；技术

近年来［1］，我国的雾霾天气频繁出现，这对我们的身体健康、安全出行造成了极大的隐患。由于燃烧煤炭所释放出的粉尘、二氧化硫和氮氧化物呈直线上升，而二氧化硫和氮氧化物是导致当前我国大气污染的首要因素。

我国目前对污染物的排放有了更严格的标准，每个企业在环保方面都面临着空前的压力。目前，由于同时脱硫脱硝技术具有开发技术简单，运行成本低，以及良好的处理废气性能，已经成了当今主流的技术并在锅炉行业中广泛应用。下面简单介绍这方面几种常见的技术。

1 炉内燃烧同时脱硫脱硝技术

这种技术的一个相同点是使用吸收剂脱除燃烧过程中产生的二氧化硫，并通过调节锅炉内部的反应温度来减少氮氧化物的产生或者将还原剂（氨气、尿素等）喷淋到炉内使得氮氧化物被还原为可直接排放的氮气。

CFB同时脱硫脱硝技术是德国鲁奇公司所开发，在特定条件下，此工艺能够脱除97%的硫和94%的氮。炉膛石灰石/尿素喷射技术是将炉膛喷钙和选择性非催化还原（SNCR）相结合，向炉内喷射钙基吸收剂和尿素溶液，以此来实现脱硫脱硝。

2 湿法同时脱硫脱硝技术

湿法烟气脱硫脱硝技术是目前工业应用最广泛的，技术成熟，脱除效率高，运行安全可靠。依照对一氧化氮的处理方式可以分为络合吸收法和氧化吸收法两种。

（1）络合吸收法 络合吸收法的基本原理是NO和过渡金属络合物反应形成金属亚硝酰化合物来提高其在水中的溶解度。常用的络合吸收剂是Fe（Ⅱ）EDTA和半胱氨酸亚铁。

Li Wang等［2］Fe（Ⅱ）EDTA/Na2SO3溶液同时吸收NO 和SO2，并研究了其应产物和反应机理，通过研究发现，当溶液pH=8时，NO的吸收效果最好。SO2能够提高NO的吸收效果，Na2SO3既可以调节溶液的pH，又可以促进Fe（Ⅱ）EDTA洗手液的再生。Chang等总结出用含有巯基的亚铁络合剂脱除烟气的中NO。含有巯基的亚铁络合物其本身具有还原性，能抑制N-S化合物的生成。Fe（Ⅱ）（CyS）2溶液吸收NO后生成二亚硝酰化合物，半胱氨酸氧化物为胱氨酸。随后，络合的NO被CyS-和SO还原，胱氨酸也还原为半胱氨酸实现络合物的再生，继续下一个脱硫脱硝循环。周春琼等利用乙二胺合钴和尿素的水溶液为吸收液同时去除NO和SO2，在特定条件下，可以达到100%的效率。

（2）氧化吸收法 氧化吸收法是把烟气通入强氧化环境中，NO和SO2分别被氧化为NO2和SO3，然后用碱液吸收NO2和SO3达到脱除的目的。经常使用的氧化剂有次氯酸钠、氯酸、臭氧和高锰酸钾等等。

3 干法同时脱硫脱硝技术

干法同时脱硫脱硝技术是在整个烟气净化过程中使用固态（颗粒、粉末、蜂窝状等）的吸附剂来除去其中的NO和SO2。全部的流程中没有水的参与，避免了废酸和污水的处理等问题。净化后的烟气由于温度较高，可以直接排放，工艺简单，能耗低。常用的技术有高能辐射化学法、固体吸附/再生法、臭氧法和光催化法。下面，我们重点对固体吸附/再生法进行介绍。

固体吸附/再生法主要有炭基材料吸附法、NOxSO法、CuO吸附法等。炭基材料吸附法又分为活性炭、活性焦和活性炭纤维三种方法。

活性炭具有较大的比表面积，发达的孔隙结构。其原料来源广泛（煤、石油、木质材料等），在整个脱硫脱氮过程中没有二次污染，还能够循环再生。通过对活性炭表面基团进行改性，能够大幅度提高对二氧化硫和氮氧化物等烟气成分的吸附能力。用硝酸改性活性炭表面官能团，改性后的活性炭碱性官能团增加，脱硫脱氮效果明显提高。

活性焦的强度比活性炭高，但其比表面积比活性炭小。在使用过程对其加热再生，相当于对活性焦进行再次活化，其脱硫脱氮能力还能有所提升。

将活性炭（焦）（AC）与氧化铜结合，能够制备出温度适宜的催化吸收剂，克服了AC使用温度偏低和氧化铜体系温度偏高的缺点。刘守军［3］等人研究了CuO/AC催化体系脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物的性能，新型催化剂在活性及其温度范围方面比氧化铜/氧化铝体系更加优越。

通过结合炭纤维技术和活性炭技术发展起来了活性炭纤维技术，和传统活性炭相比，活性炭纤维不论在物理性能还是化学性能上都有的显著的提高。基于活性炭纤维表面纳米微孔的富集作用（分子筛效应），其能够脱除抄底浓度的二氧化硫，这是目前其他方法所不能达到的。

在众多的烟气脱硫脱硝技术中，炭基材料拥有极好的吸附催化性能，它是唯一能同时脱除烟气中多种污染物成分的材料，发展这类技术，对控制我国烟气的排放有着重大意义。

4 结语

由于锅炉烟气同时脱硫脱硝工艺的良好的经济性和灵活多变的选择性，已经成为各国控制大气中二氧化硫和氮氧化物浓度的主要手段，目前国内外的研究还不够系统，我们当前更应该注重这方面的科研投资，努力减小与发达国家之间技术力量的差距，这对我国的经济建设具有深刻的意义。

（文章题目：锅炉烟气同时脱硫脱硝技术研究）

［1］岳涛，韩斌杰，左朋莱，等.我国脱硫脱硝行业发展综述［D］.2012中国环境科学学会学术年会论文集，2012，（3）.

［2］ Li Wang，Weining Zhao，Zhongbiao Wu.Simultaneous absorption of NO and SO2by FeⅡEDTA combined with Na2SO3 solution.Chemical Engineering Journal.2007，（132）：227-232.

［3］刘守军，等.CuO/AC脱除烟气中SO2机理的初步研究［J］.煤炭转化，2000，（2）：67-71.