烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势探讨

薛振华

（中船澄西船舶修造有限公司，江苏 江阴 214400）

1 烟气脱硫技术现状

（1）石灰石脱硫。在烟气脱硫技术中应用石灰石与石膏的湿法脱硫技术较为常见，此种技术的工作原理主要是利用碳酸钙等物质的粉末，使其形成料浆后再应用于烟气脱硫工作中。具体脱硫的过程为烟气与碱性料浆在喷淋塔处发生反应，这时可以有效地将烟气中的含硫物质溶于水中，并且在接触到碳酸钙浆液后可以产生出亚硫酸钙，这一过程属于强制的氧化反应，并最终获得了石膏。石膏属于烟气脱硫之后的副产品。现阶段在烟气脱硫过程中应用此技术可以达到97%左右的脱硫率，能够有效的减轻烟气对大气造成的污染。但是这一技术需要合理的处理烟气脱硫之后产生的副产品。

（2）氨法脱硫。在烟气湿法脱硫技术中，氨法脱硫也是常见的手段之一。根据相关资料可知，应用此技术进行烟气脱硫可以实现97%左右的脱硫率。除此以外应用该种方法所造成的能耗较少，并且氨水这一吸收剂也具有利用率高的优点，重要的是与石灰石脱硫技术相比，氨法脱硫之后形成的副产品可以制作成农业生产所需的肥料。根据我国的环境污染特点，此种烟气脱硫方法在我国具有较强的适用性，但是其缺点是无法对空气进行彻底净化，在脱硫的过程中极有可能产生其他污染大气的成分。虽然此种烟气脱硫技术所产生的副产品可以用于农业肥料，但是肥料的应用与需求量受种植市场与季节的影响，导致肥料的销售情况产生一定的波动，使氨法脱硫技术的应用成本不稳定。

（3）海水法脱硫。由于船舶的燃料主要是柴油与重油，因此其尾气中含有大量的含硫含硝物质。在尾气脱硫方面，还可以应用海水法脱硫。海水可以作为一种吸收剂，通过此种方法脱硫后形成的硫酸盐可以直接排放到海水中，其脱硫率非常高，可以达到90%以上。海水脱硫技术也是烟气脱硫手段之一，但是此种脱硫技术在使用过程中需要应用大量的海水资源，具有较强的地域局限性，其应用范围也较小。

（4）其他脱硫技术。以上两种脱硫技术应用较为广泛，除此以外还有半干法脱硫技术。此种方法的工作原理为利用脱硫剂与烟气中的含硫物质进行反应，并且保证反应环境的密闭性，但是此种方法的脱硫率较低，无法满足95%的脱硫率，这使得脱硫后的烟气也不能够达到我国规定的烟气排放标准，因此阻碍了此项技术的应用范围。

2 烟气脱硝技术现状

造成大气污染的主要排放物之一就是氮氧化物，这一物质会造成酸雨等污染现象。脱硝技术可以应用于物质燃烧过程中的各个阶段。针对燃烧前的脱硝方法一般是通过处理燃烧物，这一过程会极大地增加脱硝成本，因此该种脱硝方法不常用。针对燃烧过程中的脱硝方法，一般利用低氮燃烧的手段达到脱硝的目的。而燃烧后的脱硝方法主要是SNCR、SCR 技术以及电子束脱硝技术等。因此在考虑脱硝成本的前提下，可以常用以下技术进行烟气脱硝：

（1）低氮燃烧。低氮燃烧是应用于燃烧过程中的脱硝技术，其工作原理是通过改变燃烧的条件进而减少烟气中的氮氧化物的含量，最终减少排放到大气中的污染物。在低氮燃烧技术中还分为烟气再循环技术与空气分级燃烧技术等。在应用此种方法进行脱硝时，主要会改变空气的混合成分与方式，导致空气比降低，通过控制空气混合成分控制燃烧的温度，并有效地减少氮氧化物的生成量。但是此项技术的脱硝率较低，并且在降低空气比的过程中容易出现燃料没有完全燃烧的问题，极大地影响了燃烧效率，对不完全燃烧后的产物也无法妥善处理。

（2）选择性非催化还原。SNCR 脱硝技术的应用方法为首先必须要在高温的环境下进行，需要控制温度在800 ～1000℃，使氨类化合物与烟气中含有的氮氧化物进行发应，在反应后可以生成N2，由此可以分离出烟气中的氮元素，直接减少了烟气中氮氧化物的排放，能够有效地改善空气质量。由于此项技术是在高温的条件下进行，可以避免使用催化剂使其进行反应，并且高温可以确保物质的活化反应。此项技术具有操作简便、阻力小、应用成本低等优点。但是该种方法的脱硝率非常低，只能达到30%左右，在提高脱硝率的同时其氨逃逸率也素质提高，造成环境的二次污染。

（3）选择性催化还原。SCR 技术是选择性催化还原中的主要技术手段，其工作原理为应用催化剂，使氨与烟气中含有的氮氧化物进行反应，反应之后会产生N2与水，应用此种脱硝技术需要控制反应环境的温度在300 ～400℃。此项技术的脱硝率非常高，可以达到90%的脱硝率，因此火力发电领域多应用该项技术进行烟气的脱硝。

3 烟气脱硫脱硝技术的未来发展趋势

（1）炭基新型催化技术。为了提高污染物的处理效率，必须研发高效、清洁的烟气处理技术，有效地改善环境质量。经过相关实验可知，利用催化法进行烟气脱硝脱硫可以在保证安全的基础上，实现高效处理。其中活性炭以其自身孔隙结构大、稳定性高等优点多被用作烟气脱硫脱硝的材料。同时，应用活性炭不会出现二次污染的问题，获取方法也较为广泛且便捷。相关专家利用活性炭研究了解决上述技术中存在的一些缺点问题，主要是利用改变活性炭的化学改性或者在活性炭上负载稀土金属等方法，研究出了新型的烟气脱氧脱硝技术，便是炭基新型催化技术。此项方法主要是将活性炭进行特殊处理后改变自身的物理属性以及活性位点，进而将活性炭的主要功能由吸附转变为催化，有效地提高了脱硫脱硝的效率，并且此种方法可以在低温环境下进行。当前一些燃煤电厂由于应用了劣质的高硫煤，并且没有使其燃烧充分，导致排放的烟气存在含硫量高的特点，实现多种污染物的超低排放，其难度较大。因此对烟气排放的治理需要结合实际情况，考虑实际因素，结合烟气的特点选择合适的处理技术，并应用全局观念综合性、科学性的应用多种烟气脱硫脱硝处理技术，最终实现超低排放的目标，这一研究方向也是未来大气污染治理的重要内容。

（2）RECO 技术。为了改善大气污染情况，需要严格控制废弃物的排放量，在烟气脱氧脱硫方面也要采取综合性的处理手段，应用多种烟气处理技术，有效地减少含硫含硝物质的排放量。但是在综合应用烟气脱硝脱硫手段时需要加大投资规模，导致处理成本的增加，还极易引发二次污染的问题。为了有效地改善这一窘境，需要发展与研究一体化的烟气脱硝脱硫技术。现阶段我国已经研究出了RECO 的一体化控制技术，在进行完烟气脱硫脱硝反应之后，可以将其产生的反应物制成硫酸制品。同时可以利用氧化等方式处理氮氧化物，并将其制作成农业所需要的硝酸制品。这一技术可以极大地提高烟气脱硝脱硫的效率，还可以避免出现二次污染的问题。RECO 技术可以实现高效率的废弃物转化，同时应用此项技术的成本较低。此项技术可以有效地解决两项问题，首先是硫资源短缺的问题。我国需要从国外进口硫磺矿产等资源来实现硫酸的生产，而应用此技术可以在烟气脱硝脱硫的过程中将废弃物制成硫酸制品。其次，我国农业需要大量的氮肥，而应用此技术可以将烟气废弃物制成氮肥，促进了农业的发展，有助于我国实现可持续发展的战略目标。

（3）改性海水法。针对与船舶的尾气脱硝脱硫技术，现阶段当船舶尾气中含有较低的含硫含硝物质时可以应用海水洗涤法，但是在面对高浓度的含硫含硝烟气时此种方法的脱除效果非常不明显。为了解决这一问题，专家对改性海水法进行了深入的研究。主要是利用电解的方法实现海水改性，进而形成氢氧化钠溶液来有效提高海水的PH 值。但是船舶上的电量无法满足电解海水的电量需求。因此，在这一基础上改进了此种方法，主要是利用氢氧化镁与海水混合，以提高海水的碱性值。但是氢氧化镁并不是船舶常备的物资，此种方法也具有一定的局限性，需要专家们进行深入的研究。

4 结语

综上所述，为了减轻烟气排放对环境造成的污染程度，我国现阶段主要采用的是石灰石脱硫与氨法脱硫的湿法脱硫技术。在烟气脱硝技术方面主要应用的是低氮燃烧以及选择性非催化还原或催化还原的技术。由于以上的烟气脱硫脱硝技术均具有一定的缺陷，因此，在未来应着重发展与研究RECO 技术，进而提高我国对污染物的治理能力，实现我国可持续发展的目标。