燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)研究

李興強(qiáng) 任振峰

（青島華拓電力設(shè)計有限公司 山東青島 266031）

作為最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)的國家，我國的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)被燃煤煙氣造成了嚴(yán)重的破壞，因此治理燃煤煙氣的污染迫在眉睫，我國也一直在對燃煤煙氣進(jìn)行治理和研究。但是在我國目前的煙氣治理中，采用的是硫和硝的單獨(dú)治理，即石灰石-石膏法脫硫和NH3選擇性催化還原法脫硝。單獨(dú)治理的辦法已經(jīng)難以滿足環(huán)境所需要的要求，因此，對燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行研究和探討，發(fā)展具有經(jīng)濟(jì)價值和提高環(huán)保效率的脫硫脫硝技術(shù)是當(dāng)前需要研究的重點(diǎn)。

1 固相吸附完成脫硫脫硝工藝

固相吸附完成脫硫脫硝是利用固相吸附劑，通過吸附作用來完成脫硫脫硝，將燃煤煙氣轉(zhuǎn)化成硫和氮的副產(chǎn)物。其主要方法有活性炭法和氧化銅、三氧化二鋁吸收法。

活性炭法是在進(jìn)行燃煤煙氣處理時，先進(jìn)性除塵、降低溫度和調(diào)節(jié)濕度等措施，然后將燃煤煙氣裝入活性炭吸收塔，吸收塔中的活性炭會對SO2進(jìn)行吸附，被其中的含氧化合物氧化，形成SO3，SO3再與水蒸氣結(jié)合生成H2SO4。脫硝則是在通入吸附塔的時候，NH3與NOX發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2的過程?；钚蕴课椒ǖ牟蛔阒幵谟诨钚蕴康南妮^大，產(chǎn)出的硫酸品質(zhì)較低，但是活性炭吸附法是能夠同時解決多種污染元素的有效方法。

氧化銅和三氧化二鋁吸收法，一般是以三氧化二鋁為載體吸附 CuSO4， 然后用 H2、CO等氣體將 CuSO4還原為單質(zhì) Cu，再和SO2反應(yīng)。在脫硫的同時，利用氧化銅等生成物催化，向燃煤煙氣中通入NH3，使之和NOX反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)?。其主要?yōu)點(diǎn)是無二次污染的風(fēng)險，并且吸附劑可以循環(huán)利用，但是其存在一定的缺點(diǎn)：成本較高、催化劑容易造成中毒等，不利于工業(yè)生產(chǎn)中脫硫脫硝。

2 氣體或者固體催化在燃煤煙氣中的脫硫脫硝應(yīng)用

此方法主要是運(yùn)用不同種類的催化劑對二氧化硫和NOX進(jìn)行氧化還原，其主要方法有SNRB法脫硫脫硝工藝、WSA-SNOX法脫硫脫硝工藝和Parsons煙氣清潔脫硫脫硝工藝。

SNRB法脫硫脫硝能夠同時去除二氧化硫和煙塵，其原理是將石灰水等吸收劑噴入高溫集塵室，脫出二氧化硫，并利用催化劑使NH3與NOX發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2，其脫硫脫硝效率很高，分別達(dá)到80%和90%，其設(shè)備工藝簡單，并且能夠有效的減少中毒風(fēng)險，適用范圍廣泛。

WSA-SNOX法脫硫脫硝工藝是采用兩種催化劑，首先將燃煤煙氣收集進(jìn)入反應(yīng)器，用NH3脫去大部分的NOX，再投入到二氧化硫轉(zhuǎn)化器，使大部分的二氧化硫轉(zhuǎn)化成為三氧化硫。最后經(jīng)過冷卻，此方法去除煙塵的效率很高，并且無二次污染，但是副產(chǎn)品濃硫酸的儲運(yùn)困難并且消耗較高是其最大的缺點(diǎn)。

Parsons煙氣清潔脫硫脫硝工藝是在單一的還原反應(yīng)中，同時將二氧化硫還原成為H2S，并且同時將NOX還原成為氮?dú)獾囊环N工藝。其主要操作步驟為，將煙氣、水蒸氣、和硫磺裝置的尾氣等混合形成催化氣體，二氧化硫和NOX在反應(yīng)器中被還原，將還原后的氣體進(jìn)行冷卻，然后放入吸收住中，在吸收住中和硫化氫氣體混合進(jìn)行再加熱，最后將硫化氫氣體轉(zhuǎn)化成硫的副產(chǎn)品。其設(shè)備復(fù)雜，但是脫硫脫硝的效率達(dá)到99%以上，具有極高的研究價值。

3 高能電子活化氧化在燃煤煙氣中脫硫脫硝應(yīng)用

高能電子活化氧化的原理是用高能電子撞擊氧氣、氮?dú)夂退肿?，形成離子、原子、電子等，將二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，然后與水分子反應(yīng)形成硫酸，一氧化氮則被氧化成二氧化氮，再與水分子反應(yīng)形成硝酸，硫酸分子和硝酸分子再與NH3反應(yīng)生成(NH4)2SO4，和NH4NO3，高能電子活化氧化又可以分為電子束-氨法和脈沖電暈-氨法。

電子束-氨法是利用高能電子束照射70℃的煙氣，使一部分分子電離，從而產(chǎn)生離子、原子和電子等，將燃煤煙氣中的二氧化硫和NOX氧化成為三氧化硫和二氧化氮，然后和水分子反應(yīng)生成(NH4)2SO4，和NH4NO3。電子束-氨法的特點(diǎn)是不產(chǎn)生廢水和廢渣，便于操作和操控，并且能夠高效的完成脫硫脫硝，但是其缺點(diǎn)是造價成本高，而且需要放射線的防護(hù)設(shè)施。

脈沖電暈-氨法是將高壓脈沖電源連接在電極上，電暈對接地一級發(fā)出脈沖電暈放電，煙氣中的分子獲得巨大能量，產(chǎn)生O和OH等離子。巨大能量可以使二氧化硫和NOX瞬間轉(zhuǎn)化成三氧化硫和二氧化氮，再與水分子反應(yīng)生成固態(tài)的 (NH4)2SO4，和NH4NO3。脈沖電暈-氨法不需要電子槍和防輻射的投資，除塵效率也很高，造價低和設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)使得脈沖電暈-氨法成為研究的主要目標(biāo)之一，具有良好的應(yīng)用性。

4 結(jié)語

隨著環(huán)境質(zhì)量要求的日益提高，脫硫脫硝技術(shù)必須積極進(jìn)行研究，要不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新技術(shù)，以至于脫硫脫硝技術(shù)能夠達(dá)到不污染環(huán)境，脫硫脫硝效率高并且成本低的目的，完善的脫硫脫硝技術(shù)是創(chuàng)建美好環(huán)境的有力保障。

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