燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的探究进展

国家能源集团科学技术研究院有限公司 王涛涛

煤炭是社会发展中的关键资源之一，在工业生产等各个领域当中发挥着重要作用。但煤炭燃烧会产生SO2等多种有害物质，会对生态环境造成严重影响。而应用燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术可减少煤炭燃烧过程中的有害物质。一般会在处理NOx及硫氧化物的过程中应用脱硫脱硝技术，因为NOx以及硫氧化物会对生态环境造成严重污染。近年来，随着技术水平的提升，脱硫脱硝技术不断完善，可以有效净化烟气。脱硫脱硝技术属于系统性技术，可以同时处理硫、硝等有害物质，所以备受关注。

1 燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术探究进展

1.1 气/固催化脱硫脱硝技术

气/固催化脱硫脱硝技术中应用的催化剂可在短时间内氧化与还原SO和NOx，具有较高的脱除率。气/固催化脱硫脱硝技术经常应用的工艺方法有SNRV、WSA-SNOx及Parsons。其中气化固化脱硫脱硝是一种新兴技术，在脱硫脱硝过程中应用这种技术可优化硫化物的清洁效果，同时这种技术的操作方法较为简单，不会造成其他污染。同时应用这种技术可将烟气集中到一个集尘综合装置中对其进行高温加热处理。在应用这种技术前可先添加一些石灰水，继而提高脱硫脱硝的质量。当前该技术的应用范围越来越广泛，作用也越来越显著。

1.2 高能电子氧化技术

科学技术的发展缩小了催化剂的使用范围，而高科技发展也将成为主流，高能电子氧化技术就是高科技发展的产物。高能电子会与烟气中的氮硫分子产生撞击，而氮硫分子在受到撞击后会出现不同的反应：若高能电子不断撞击烟气中的氧气以及水分子，就会产生较多的活性物质，所以一些SO就会被氧化为SO，而SO又会和烟气当中的水蒸气进行反应形成硫酸；NO会被氧化成NO，加入水后会形成没有毒性的氮气，这种技术会成为主流方向。

高能电子氧化技术工艺主要包括两种不同的类型，且这两种类型之间有一定的差异，这种差异主要表现在电子的产生方法上。例如，从第一种反应情况来看，主要是利用电子设备对低温烟气进行照射，在照射后会产生高温，这样就会出现高温与低温交替的环境条件，烟气分子就会在电离当中进行转换。目前西方国家在这种技术的研究中取得了一定成果，研究出的电子设备具有操作简单、成功率高等优势。

1.3 固相再生脱硫脱硝技术

随着社会经济的快速发展，很多行业在发展过程中都产生了较多的环境问题。为此烟气净化备受关注。但脱硫脱硝一体化技术在实践中的应用较少，而固相再生脱硫脱硝技术是燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术中的关键技术，效果较好，可通过催化剂的催化反应脱除NOx以及硫化物。在应用固相再生脱硫脱硝技术时常用氧化铜以及活性炭等反应物，但这两种反应物在耐压性、冲击性以及耐磨性等方面仍然存在问题，这就会对净化效果造成影响。为此，在应用固相再生脱硫脱硝技术时，应当同时使用高性能且持久的吸收剂，从而充分发挥技术的净化作用。

1.4 选择性催化脱硫脱硝工艺

选择性脱硫脱硝工艺具有脱除效率高、维护方便、运行稳定等多重优势，应用该工艺可以快速将NOx还原成氮气。同时，在催化之后可以将SO转变为无毒的硫化物。选择性催化脱硫脱硝工艺有很多种类型，但是每种类型的操作过程基本相同。都是先进行除尘工作，之后利用高温进行脱硝，最后通过催化技术对烟气进行处理，从而将SO转变为无毒的硫化物，从而实现脱硫脱硝。

1.5 联合脱硫脱硝技术

从正常情况来看，煤炭燃烧产生的SO与NOx的浓度较低，但近年来工业生产规模不断扩大，若分别应用脱硫装置与脱硝装置将会耗费过多的资源且会加大成本，而应用联合脱硫脱硝技术就可以有效解决这一问题；其次，燃煤烟气当中的SO与NOx都是酸性氧化物，其氧化性较强，利用联合脱硫脱硝技术可以有效去除燃煤烟气当中的SO与NOx。当前常用的联合脱硫脱硝技术包括活性焦法、活性炭法、SNOx法、NFT法以及NOSOx与电子束法。

1.6 应用现状

近年来，燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术水平不断提升，但是在研究应用过程中仍然存在工作效率低等问题。

脱硫脱硝工作效率低。部分中小企业在应用燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术时会受到发展水平及其他因素的限制，所以没有引进先进的设备，无法充分发挥燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的作用。为此，中小企业可选择炉内喷钙这种简单快捷、不会产生二次污染且脱硫脱硝效果好的技术。

吸附材料发展较慢。燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术常用的吸附材料包括活性炭与氧化铜，其中活性炭这种吸附材料具有孔隙大、吸附性高且应用范围广等优势，可以有效净化杂质。但在工业生产快速发展的过程中，传统的活性炭吸附材料已无法满足实际需求。同时氧化铜的脱硫脱硝吸附效果也比较好，但成本相对较高。所以应该加大对吸附材料的研究力度，丰富吸附材料的类型。

2 优化燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术应用效果策略

高效应用氯酸氧化法。燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术在不断发展，氯酸氧化法这种液相脱硫脱硝一体化技术应运而生，可有效优化燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的应用效果。氯酸氧化法就是将燃煤烟气排放到氧化吸收塔当中，从而将烟气当中的NO与SO等物质被氯酸氧化为硫酸、硝酸以及氯化氢等物质。同时可在碱式吸收塔中添加一些硫化钠与氧化氢钠吸收剂，利用这些吸收剂吸收酸性气体。氯酸氧化法具有适应性强、对环境要求低及脱硫脱硝率高等特点，可满足燃煤烟气脱硫脱硝工作的需求。但在应用这种方法时会利用氯酸物质，而氯酸物质的腐蚀性非常强，所以对装置设备的材质有非常高的要求，这就要求企业花费更多的时间精力选择装置设备的材质。

合理应用干式吸附再生技术。干式吸附再生技术也是一种燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术，其常用方法有尿素法、NIXSO法以及LILAC处理法等。每种方法的原理不同，但都有良好的脱硫脱硝效果。例如NIXSO法主要是利用钠盐进行脱硫脱硝，即在y-Al2O3圆球上涂抹一些钠盐，钠盐就可以吸收燃煤烟气当中的氨氮化合物以及SO。此外工作人员还可以重复利用已经吸收饱和的钠盐，即将钠盐放在符合条件的环境当中，钠盐就会将氨氮化合物释放掉，当氨氮化合物的浓度达到某种程度后，钠盐当中就会形成化学平衡状态，就可以再次利用钠盐。

谨慎应用脉冲电晕法脱硫脱硝技术。脉冲电晕法脱硫脱硝技术是通过高压放电这种方式对燃煤烟气当中的SO与NOx进行处理，使SO与NOx形成非平衡等离子体，之后离子体会与燃煤烟气当中的水发生反应继而形成酸，就可以达到脱硫脱硝的目的。脉冲电晕法脱硫脱硝技术的操作十分简单，但在脱硫脱硝过程中仍然存在一些问题，无法有效提高脱硝脱硝的效率，同时应用这种方法可能会产生二次污染，为此应该谨慎应用这种方法。

4 结语

气/固催化脱硫脱硝技术、高能电子氧化技术、固相再生脱硫脱硝技术、选择性催化脱硫脱硝工艺以及联合脱硫脱硝技术是燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术当中的关键技术，具有成本低、无污染、操作简单等多重优势，所以应该大力推广燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术。