烟气脱硫脱硝工艺的现状分析

文/刘坤林 吴叶 裴璐，彭州华润燃气有限公司

1 燃煤烟气脱硫脱硝技术概述

作为全球最大的煤炭生产国，中国对煤炭的生产和应用是非常普遍的。但是，随着生产的不断发展及对煤炭需求量的日益增加，使得燃煤烟气中的SO2和NOx含量不断增加，对环境造成的威胁愈加严重。近年来，自然环境给人类发出的警号越来越来频繁，降低SO2和NOx的排放成为一项紧迫而严峻的任务。传统的脱硫脱硝程序是分步进行的，即脱硫与脱硝不能同时进行，并且出现脱硫脱硝时间长、过程复杂、步骤繁多、耗用资金多、脱硫脱硝效率不高等实质性问题。这些问题的出现，使得生产率下降，与现代生产要求不相符合，不能适应生产发展的需要，与构建社会主义和谐社会的宗旨更是相去甚远。

2 联合脱硫脱硝技术分析

2.1 石灰、石灰石烟气脱硫—SCR联合技术

联合脱硫脱硝技术的工业化发展一般选择高性能的石灰/石灰石烟气脱硫系统从而脱除SO2以及选择性催化还原的工艺来消除N Ox。一般而言，石灰、石灰石脱硫体系所用的湿式工艺，但是，S CR体系为干式工艺范畴之内。这一工艺目前在德国、日本或者瑞典等都进入到工业的应有阶段。[2]其主要优点是无论入口处的NOx或者SO2浓度比大小为多少，都能够达到NOx或者SO2脱硫率达到理想的效果。

2.2 SNOXTM技术SNOXTM

关键技术包括SO2和SCR的WSA以及转化，这一工艺首先把烟气加热超过405℃，通过布袋除尘器对颗粒物加以去除，并在SCR单元进行脱硫，在SCR单元内部使用氨气对NOx进行催化氧化处理，并将其转变成水蒸气和氮气。烟气在第二个催化反应器内部把SO2转变成成SO3。最后，烟气通过换热器实现降温之后，通过玻璃管冷凝器将水转变成硫酸。这项技术脱硫率和脱硝率分别为95%以及94%。这项技术的有点就是可靠性较高、维护费用相对较低，不会出现二次污染，其投资费用较高、能耗相对较大。

3 烟气脱硫脱硝一体化工艺试验

3.1 催化剂的制备

3.1.1 浸渍沉淀法

按照偏钒酸胺溶液与硝酸铜以合理的比例准备出来作为备用，再将适量的分子筛成颗粒状最后作为催化剂的载体，通过干燥烘焙后处理后与酸性硫酸铜溶液两者混合在一起，浸渍2小时后，再相应地加入偏钒酸铵溶液，把其pH调制为碱性，在此基础上进行干燥和焙烧，最后放入反应器中，催化剂的完成为实验做好了准备。

3.1.2 共混法

通过合理的比例将偏钒酸铵和硝酸铜进行混合配置，分子筛成粉末状并加入其中，将混合物进行均匀搅拌，从中加入适量的水，之后催化剂有了初步的雏形，随后将其制作成颗粒状，颗粒的大小直径大概为5mm左右，随后在一次进行干燥焙烧，最后催化剂放置在反应器中，为实验做准备。

3.1.3 多组分浸渍法

首先在偏钒酸胺酸性溶液中投入分子浸渍，通过干燥焙烧后，再一次将其投入硝酸铜溶液进行浸渍，浸渍完成后进行干燥焙烧，想获得较好的负载量在此工艺上可以多次重复进行浸渍，催化剂制备好后填入反应器中等待进行试验。

3.2 实验过程

在实验过程中，一是对于烟气进行合理的定量，在烟气模拟进入空气中时，经过燃烧后进行分析，并测量出气体再生出反应后与之前的氮氧化合物和SO2中的所存在有的含量；二是，在制备的混合气体进入到反应器中，会立马呈现出其催化反应，再利用其设备对于残留的气体和三氧化硫对其进行吸收，再利用干燥剂来进行烘焙，最后分析出其结果，通过对于其工艺进行测量，最终得出氮氧化物与SO2的含量；三是同样在经过烟气模拟进入空气中后，反应器在烟气通过换热器进入之后，对其进行脱硫脱硝的催化反应，对于其中反映情况利用分析仪进行分析，以此测量出在此实验中的氮氧化物和SO2在其气体的含量。

3.2.1 制备催化剂最佳方法的确定

催化剂脱硫脱硝活性在通过各种不同制备方法制作出来，在此实验中从而得知在其温度随着空速的升高而对于脱硫效率和脱硝效率都在一定程度中存在下降。而釆取浸渍沉淀法制备的催化剂表现出较高的脱硫脱硝活性；所制得的催化剂效果则介于多组分浸渍法前两者之间；烟气中的SO2在低空速下采用共混法制备所得的催化剂虽然能够完全脱除，但是在其中脱销效果还是比较差，此情况不适合用于同时脱硫脱硝中的实验。

3.2.2 催化剂中的脱硝效率比较

研究出的共混法制备的催化剂在低空速下的活性会随时间变化的关系，对于试验中的共混法制备的催化剂在脱硫方面具有一定的功效，其中脱硝效率在其增加后有一定的降低，查阅参考文献中内容分析其原因，是因为硫化物在催化剂中负载一部分，硫化物能够影响到氮氧化物的脱除；几分钟后果然脱硝效果直线呈现下降，分析其中的结果是因为硫化物中存在这过多的催化剂才会使SO2中毒。

3.2.3 催化剂的效率评价

为了使脱硫脱硝达到最佳的效果，首先对于工艺参数要有一定的准确性，主要旨在空速变化与温度变化的确定下。同时温度固定的同时，在一定催化剂的体积下，改变进气速度，测得在不同气速下所得到的脱除效果。

4 结束语

综上所述，为了能够从根本上减少氮氧化物和二氧化硫可能会对大气造成的污染，首先，要能够对燃烧技术抑制的生成技术进行改进；其次，要对烟气中的氮氧化物和二氧化硫进化处理。在今后的烟气脱硫脱硝工艺研究过程中，要能够加深对反应动力、反应机理的研究力度，从而为相关工艺实现工业化发展提供有力、充分的理论指导。发电厂要能够结合我国的实际国情，开发能够运用在中小型锅炉上,低耗能、高效、操作性较强的脱硫脱硝工艺，促进我国电力事业的不断发展。