烟气脱硫脱硝技术的现状与发展

秦达飞

摘 要：烟气中含有大量的含硫与含硝物质，这些物质会对大气造成严重的污染，破坏生态环境。为了有效地解决烟气 对环境的污染问题，需要对烟气脱硫脱硝技术进行深入的研究与分析。本文阐述了烟气脱硫脱硝技术的现状，并对此技术 的未来发展趋势进行探讨。

关键词：烟气;脱硫脱硝;技术现状

前言

随着我国经济的发展%在能源消费中带来的环 境污染也越来越严重&其中大气烟尘$酸雨$温室效 应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀 手&燃煤烟气所含的烟尘$二氧化硫$氮氧化物等有 害物质是造成大气污染$酸雨和温室效应的主要根 源&我国南方及西南部地区相当一大片地域频繁发 生酸雨和酸雾的灾害&cddd年全国环境状况公报表 明在统计的 eef个城市中%gehij的城市超过国家 空气质量二级标准%其中超过三级标准的有 kkc个 城市%占监测城市的eehkj&我国煤炭储量丰富%每 年的产量超过 kd亿 G&我国燃煤取得的能量达到能 源总量的lij以上%而且这种能源结构在近年不会 改变&与此同时燃煤烟气中排放的二氧化硫和氮氧 化物占全国总排放量的mdj&因此在我国对燃煤烟 气进行脱硫脱硝是刻不容缓的任务&

1 联合脱硫脱硝技术分析

当前发电厂使用较为广泛的脱硫脱硝技术就是联合脱硫脱硝工 艺，因为选择的 SCR 以及 FGD 工艺能够互相独立，大都能够达到 对 NOx 以及 SO2 脱硫效果。

1.1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 NOx。一般而言，石灰、石灰石脱硫体系所用的湿式工艺，但是， SCR 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。

1.2 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。[3] 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。

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）氯酸氧化工艺分析

该项工艺技术是在设备内部脱除烟气中的 NOX 以及 SO2 的方法， 这项工艺所用的氧化吸收塔以及碱式吸收塔两段不同的工艺，氧化 吸收塔所用的氧化剂主要是使用对 SO2、NO 以及有毒金属进行氧化 处理，碱式吸收塔作为后期的工艺则使用 NaOH 以及 Na 2S 作为吸收 剂，从而对残余的酸性气体加以吸收。

（3）湿式配合吸收工艺分析

湿式 FGD 配合金属螯合物工艺在中性溶液或者碱性溶液中配合 亚铁离子，从而形成氨基羟酸亚铁螯合物。[4] 这类螯合物通过吸收 NO 形成亚硝酰亚铁螯合物，配合 NO 之后能够连同溶解之后的 O2 以及 SO2 而形成 N2O和N2，连同硫酸盐和二硫酸盐以及 N—S 化合 物等。這类工艺需要从吸收液去除硫酸盐、而硫酸盐等。这一工艺 技术依然处在初级阶段，其利用率相对较低。

结语

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。

参考文献：

[1]岳涛 ， 庄德安 ， 杨明珍 ， 邓九兰 ， 张迎春 . 我国燃煤火电厂烟气 脱硫脱硝技术发展现状 [J]. 能源研究与信息 ，2008（03）：125-129.

[2]沙 乖 凤 . 燃 煤 烟 气 脱 硫 脱 硝 技 术 研 究 进 展 [J]. 化 学 研 究 ，2013（03）：315-321.

[3] 王旭伟 ， 鄢晓忠 ， 陈彦菲 ， 谭旦辉 . 国内外电厂燃煤锅炉烟气同 时脱硫脱硝技术的研究进展 [J]. 电站系统工程 ，2007（04）：5-7+39.