浅谈烟气脱硫脱硝技术的发展与应用

宋翠焕

河北德禹环保科技有限公司 河北唐山 064400

随着社会现代化发展进程的不断加快，各领域能源需求量增长，实际生产及运营期间含硫含硝烟气排放量日益增多，对大气环境造成严重不利影响。因此为缓解社会建设与环境保护事业之间的固有矛盾，需相关管理部门不断优化烟气脱硫脱硝技术，控制及降低含硫含硝烟气排放量，确保生产企业烟气排放符合国家标准。

1 烟气脱硫脱硝技术应用意义

社会经济的快速发展致使能源消费污染问题愈加严重。大气烟尘、酸雨及温室效应等大气污染危害对生态环境带来极大威胁，而燃煤所排放出的含硫含硝废气则是造成大气污染的罪魁祸首。现阶段我国煤炭能源结构占总能源75%以上，且此种能源结构在近些年来将不会发生改变[1]。因此为控制及缓解大气污染现状，不断优化及推广烟气脱硫脱硝技术势必会成为各生产领域发展方向。不仅如此，因“十二五”规划将节能减排作为重要约束性目标，在应用烟气脱硫脱硝技术期间，也需注重烟气脱硫脱硝系统运行期间能源消耗率，切实提升烟气脱硫脱硝技术经济效益、生态效益及能源效益，促进环境友好社会发展进程。

2 烟气脱硫技术的发展进程

2.1 干法烟气脱硫脱硝技术

（1）电子束脱硫。烟气脱硫技术中的电子束脱硫工艺，诞生于上世纪七十年代日本，我国在后期也已成功建立起电子束脱硫工程。电子束脱硫主要以氨为主吸收剂，将含硫烟气喷洒塔内温度降低，然后送入辐射反应器里，通过高能电子束辐照的影响，烟气内氮和氧气及水这些物质分离开，与二氧化硫形成硫酸及硝酸，达到脱硫目的[2]。经电子束脱硫工艺处理后的烟气也可生成一定量铵盐，可用作肥料，切实提升了能源综合利用率。此种脱硫工艺具有投入成本低，也没有二次污染物的生成等一些优点。

（2）干法喷射脱硫。干法喷射脱硫有两种方式：炉膛喷钙脱硫和烟道喷钙脱硫。其中，炉膛喷钙脱硫工艺的脱硫率达36%，钙利用率是在15%左右。炉膛喷钙脱硫期间生成的物质会进一步组织反应继续出现，氧化钙出现烧结现象，因此实际脱硫效率与预期目标存在一定差异性。而烟道喷钙脱硫工作属于早期脱硫方式，受烟道内温度、反应时间及烟气流速影响严重，实际建设面积及前期投入量过大，并没有被广泛的推广。

2.2 湿法烟气脱硫技术

湿法烟气脱硫技术，其吸收剂主要是石灰石，特点是脱硫效率高，并且设备运转的稳定性也很强[3]。烟气从吸收塔喷淋区下方进入，石灰石浆液从上方喷出，与烟气逆流接触，对烟气内二氧化硫、三氧化硫等酸性物质进行充分洗涤，确保留硫原子从烟气中脱离，更好实现脱硫目标。

2.3 烟气脱硫技术对比分析

通过对干法及湿法烟气脱硫技术的对比分析发现，湿法脱硫工艺虽脱硫效率高，但实际运转流程繁杂，设备占地面积及前期投入成本较高，水资源能耗量大，不适用于部分缺水地区。因此为更好促进烟气脱硫事业发展，需从研发更加高效的干法脱硫工艺入手，切实提升硫回收弹性，结合市场前景生产出硫磺或硫酸等化学制品，实现烟气脱硫经济效益最大化发展目标。

3 烟气脱硫技术的应用

3.1 石膏法烟气脱硫技术的应用

石膏法烟气脱硫技术最早出现于二十世纪三十年代英国，在随后几十年间，美国、日本等发达国家均致力于对此项技术的改造及完善。就目前来看，石膏法烟气脱硫技术在我国已进入成熟商业期，90%的烟气脱硫工程都已此项技术为主[4]。但因上文所言，此脱硫工艺水资源消耗量过大，不适于缺水地区，还需开展进一步优化工作。

3.2 烟气氨法脱硫技术的应用

烟气氨法脱硫技术，是把氨水在吸收塔内洗涤含硫烟气利用起来，从而生成其他一些化学物质，来达到脱硫目的。同时，烟气氨法所生成的脱硫副产物可作为化肥原材料，因此更加适用于我国以农业生产为主的国情。

3.3 海水脱硫技术的应用

海水脱硫技术，是利用天然海水的碱度，来脱除烟气内二氧化硫物质，实际运转流程简单，无需消耗其他化学原材料，实际投入成本少，被列入我国重点脱硫技术之一。海水脱硫系统由二氧化硫吸收系统、烟气吸收塔、海水供应系统、水质恢复系统等一些系统构成。同时，吸收二氧化硫后的海水可依靠重力原理回到海水处理厂中，在水质达到安全排放标准后与其他海水混合。但在海水脱硫技术的实际应用过程中，会受地理位置及水文条件影响，只能够在靠近海水地区使用。

3.4 烟气循环硫化床脱硫技术的应用

烟气循环硫化床脱硫技术属于半干脱硫法，在二十世纪八十年代德国出现，实际脱硫效率达90%以上。其中，烟气循环硫化床脱硫需将石灰粉作为脱硫剂，通过设置洁净烟气再循环系统，保障吸收塔内烟气流量稳定，实际占地面积小，处理环节少，脱硫效果更好。

4 烟气脱硝技术现状分析

在燃气或工业生产期间，烟气极易在硝化过程中产生大量氮氧化合物等物质物质，对大气环境造成严重污染。我国烟气脱硝技术最早应用在汽车尾气处理中，在大规模烟气脱硝处理方面实际积累经验不足。同时，烟气脱硝工艺消耗成本较大，推广程度不高。现阶段烟气脱硝技术主要为选择非催化还原法及选择催化还原法，通过适当催化剂脱除烟气硝含量，达到烟气脱硝目标。

随着社会经济及科技水平不断增长，国家及有关部门对烟气脱硝工程建设给予了高度重视。因烟气脱硝尚未实现大规模开展，如未做好烟气内氮氧化合物处理工作，极有可能引发更严重大气污染问题。基于各生产领域特征及需求，选择合理烟气脱硝技术[5]。举例而言，在中小型锅炉烟气脱硝处理中，可选用一级烟气脱硝技术来控制氮氧化合物排放量。

5 烟气脱硝技术的应用

5.1 选择性催化还原法的应用

选择性催化还原烟气脱硝技术，在二十世纪八十年代日本首次实现商业化。现今，选择性催化还原法正在广泛应用在各国烟气脱硝的事业中，实际脱硝效率可达到90%以上。选择性催化还原法主要就是借助还原剂，使烟气内氮氧化合物催化剂及适当温度下发生化学反应，形成无污染性的氮气及水等物资，具有脱硝效率高，成本投资大等特征[6]。同时，选择性催化还原装置主要安装在锅炉省煤装置及空预装置之间，提高锅炉热能利用率，保障烟气脱硝处理的顺利并高效开展。

5.2 选择性非催化还原法的应用

选择性非催化还原法烟气脱硝技术，催化剂物质这一环节就省去了，在一定温度条件下，烟气加入尿素等化学物质，使还原剂分解为氮氢化合物，形成氮气及水等副产品。选择性非催化还原法需在炉膛内应用，通过适当的锅炉改造就可实现，因此相较于选择性催化还原法而言，选择性非催化还原烟气脱硝的实际投入量不高，脱硝效果更好，可在作为我国烟气脱硝领域重要研究方向。

6 烟气脱硫脱硝技术发展前景

因单一烟气脱硫、脱硝工艺设备占地面积大、成本投入量多，因此为更好提升烟气脱硫脱硝经济效益，需将烟气脱硫脱硝一体化作为烟气净化发展趋势。由于烟气脱硫、脱硝所需反应条件及物质存在巨大差异，因此在烟气脱硫脱硝一体化研究当中，应从烟气脱硫脱硝设备完善入手，找寻烟气脱硫脱硝工艺相同之处，构建更加完整的烟气脱硫脱硝一体化体系。同时，烟气脱硫脱硝一体化技术也应注重副产品的开发及应用，降低处理能源消耗量，更好实现节能环保目标。

7 结语

总而言之，社会经济的快速发展使大众环境保护意识不断增强，需相关部门基于经济适用性、能源利用率及处理高效性目标，对现有烟气脱硫脱硝技术进行不断优化及完善，深入研究副产物利用工作，构建起更加科学长效的烟气脱硫脱硝配套体系，更好降低烟气脱硫脱硝技术应用期间能耗性，为生态文明社会建设奠定坚实的技术基础。