關(guān)于煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)分析

摘要：本文主要講述了脫硝技術(shù)和脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，重點分析了節(jié)能減排規(guī)劃對火電、鋼鐵行業(yè)的煙氣脫硫脫硝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝；一體化

一、脫硫脫硝現(xiàn)狀

（1）電力行業(yè)已工業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)主要有石灰石（石灰）-石膏法、循環(huán)流化床法、氨法、海水法、氧化鎂法；脫硝技術(shù)應(yīng)用較多的是低氮燃燒、SNCR、SCR 技術(shù)?；痣娦袠I(yè)煙氣脫硫起步較早，早期技術(shù)需從國外引進，行業(yè)競爭激烈，各大廠商大打價格戰(zhàn)。部分廠商通過低價競爭，造成工程質(zhì)量低下，有相當數(shù)量的脫硫設(shè)施運行存在不同問題，需要進行改造。同時，隨著新《火電廠大氣污染物排放標準》頒布，二氧化硫的排放由 200㎎/ Nm3 降低為 100㎎/ Nm3，有部分不能穩(wěn)定達標排放的燃煤機組要實施脫硫改造，尚未安裝脫硫設(shè)施的現(xiàn)役燃煤機組要配套建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施。

（2）鋼鐵行業(yè)，我國現(xiàn)有燒結(jié)機 1200 余臺，已建設(shè)脫硫裝置的燒結(jié)機占到總量的 25%左右。燒結(jié)脫硫技術(shù)在我國鋼鐵行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。目前采用的脫硫技術(shù)主要分為濕法、干法、半干法。濕法主要有石灰石-石膏法、硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、有機胺法、離子液法。干法主要有 LJS 循環(huán)流化床法、ENS法、密相干塔法、GSCA 雙循環(huán)循環(huán)流化床法、MEROS 煙道噴射法、活性炭吸附法、NID 煙道循環(huán)法。半干法主要有 SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法等。燒結(jié)煙氣 SCR 脫硝技術(shù)僅在臺灣中鋼進行了應(yīng)用。從已建成脫硫裝置的燒結(jié)機大小和企業(yè)看，一般小的燒結(jié)機、小企業(yè)以濕法石灰石膏法為主。大的燒結(jié)機、大企業(yè)采用的技術(shù)以半干法、石灰石膏法為主。特別是半干法（SDA）在燒結(jié)機面積為 180㎡到 550㎡燒結(jié)機上大量應(yīng)用。

二、脫硫脫硝技術(shù)

1、煙氣脫硫技術(shù)最早應(yīng)用于電廠煙氣。按脫硫過程是否加水和脫硫副產(chǎn)物的干濕形態(tài)，可分為濕法、半干法、和干法 3 種工藝。濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前電廠應(yīng)用最多的脫硫技術(shù)。已完成工業(yè)應(yīng)用的主要有石灰石（石灰）-石膏法、簡易石灰石（石灰）-石膏法、間接石灰石（石灰）-石膏法、氧化鎂法、海水法、氨吸收法、鈉堿法、磷銨復合肥法（PAFP）等。近年來，興起了新型的濕法脫硫工藝如有機胺法、離子液法、有機催化法；半干法煙氣脫硫技術(shù) 中應(yīng)用最廣的 是 旋 轉(zhuǎn) 噴 霧 法（SDA），其他的還有循環(huán)流化床法（CFB）、增濕灰循環(huán)脫硫法（NID）；干法煙氣脫硫技術(shù)主要有活性炭法、爐膛干粉噴射脫硫發(fā)、高能電子火花氧化法、荷電干粉噴射脫硫法（CDSI）等。

2、煙氣脫硝技術(shù)近 10a 來得到迅速發(fā)展，是控制煙氣中 NOx 最重要的方法。煙氣脫硝技術(shù)按照操作特點有氣相反應(yīng)法、液相吸收法、吸附法等幾類。氣相反應(yīng)法又包括 3 類：①電子束照射法和脈沖電暈等離子體法；②選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法和熾熱碳還原法，選擇性催化還原法（SCR）是向煙氣中注入氨氣，使其與煙氣中的 NOx 在脫硝觸媒的作用下分解為 N? 和H?O；非選擇性還原法（SNCR）是向高溫煙氣中注入氨氣，使煙氣中的 NOx 與之直接反應(yīng)分解為 N?和 H?O。這 2 種工藝近年來得到了大量的應(yīng)用；③低溫常壓等離子體分解法等。液相吸收法是采用氧化、還原或絡(luò)合吸收的方法可以提高液相對 NOx 的凈化效果。吸附法是采用分子篩、活性炭、活性焦、天然沸石、硅膠和泥煤等吸附脫除 NOx，其中有些吸附劑如硅膠、分子篩、活性炭及活性焦等，兼具有催化性能，能將廢氣中的 NOx 催化氧化為 NO?。脫附出來的 NO? 可用水或堿回收。目前，脫硝技術(shù)應(yīng)用較多的是 SNCR 和 SCR 技術(shù)，以及活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)。

3、脫硫脫硝一體化技術(shù)在 SO? /NOx 的聯(lián)合脫除技術(shù)中，現(xiàn)已有多種成熟的工藝技術(shù)。

（1）利用吸收劑同時脫除 SO?和 NOx：采用吸附劑氧化銅對煙氣中的 SO? /NOx 進行吸附，并通過噴入氨對 NOx 進行還原?；厥盏?SO? 可制成硫酸。采用氧化鋁作為吸附劑時，在 120℃的流化床中反應(yīng)形成 S-N 化合物，通過加熱溫度的控制，先釋放 NO?，再釋放 SO?。該類型技術(shù)目前應(yīng)用極少且規(guī)模較??；有機胺法采用雙塔段，第 1 塔段吸收 SO?，第 2 塔段吸收 NOx，脫吸出高純度的 SO? 制硫酸，脫吸出的高純度的 NOx 送 SCR 反應(yīng)器分解。目前脫硝吸附劑在研發(fā)中。

（2）對現(xiàn)有的煙氣脫硫系統(tǒng)進行改造：對現(xiàn)有系統(tǒng)的改造使其具有同時脫硫脫硝的效果，如：爐內(nèi)和煙道噴吸收劑（如：NaHCO?，石灰和尿素水溶液）；濕式脫硫系統(tǒng)中在脫硫液中加入助劑（如：金屬螯合劑、磷的氧化物）脫除 NOx。

（3）其他方法：電子束輻射脫硫技術(shù)將煙氣中的 NO 氧化成 NO?，再用氨吸收，能同時脫硫脫硝。脈沖電暈放電法脫硫脫硝的基本原理和電子束輻射脫硫脫硝基本原理一致，都是利用高能短租使煙氣中的 H?O、O? 等分子激活、電離或裂解，產(chǎn)生強氧化自由基，對 SO? 和NOx 進行離子體催化，分別形成 SO? 和 NO? 或相應(yīng)的酸，在有添加劑的情況下，生成相應(yīng)的鹽而沉降下來。該方法只需對現(xiàn)有靜電除塵器進行適當?shù)母脑旒纯蓪崿F(xiàn)。該技術(shù)處于研究階段?；钚蕴课矫摿蚬に囀窃诿摿蛳到y(tǒng)中加入氨，在煙氣中有氧和水蒸氣的條件下同時脫除 SO?和 NOx，其脫硫效率可達 95%，脫硝效率為 50%～80%。WSA-SNOx 技術(shù)是煙氣先經(jīng)過 SCR 反應(yīng)器，催化劑作用下 NOx 被氨氣還原成 N?，隨后，煙氣進入轉(zhuǎn)化器，SO? 被催化氧化為 SO?，在降膜冷凝后得到硫酸，并濃縮為可銷售的濃硫酸（>90%）。該工藝可靠性高，運行維護要求低，但能耗大，投資高。氯酸氧化技術(shù)采用 HClO? 來氧化 NO 和 SO? 及有毒金屬，采用 Na?S 及 NaOH 為吸收劑，采用濕式洗滌系統(tǒng)，吸收殘余的堿性氣體。特點：操作溫度低、適應(yīng)性強（無中毒失活）、脫硫脫硝效率 95%以上。

4、脫硫脫硝一體化技術(shù)在電力行業(yè)中未得到大的發(fā)展。由于新標準的出臺，已有的脫硫脫硝設(shè)施均不能滿足新排放標準的要求，所以需要對現(xiàn)有的脫硫脫硝系統(tǒng)進行改造，具備較高脫硫效率且有一定脫硝效率的脫硫脫硝一體化技術(shù)得到應(yīng)用，如有機催化法在重慶的電廠擬建設(shè)示范項目，活性炭法也得到一定的發(fā)展。鋼鐵行業(yè)隨著新排放標準的出臺，由于燒結(jié)煙氣溫度低，不具備單獨脫硝的溫度段，使得脫硫脫硝一體化技術(shù)成為鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣治理技術(shù)最適宜采用的技術(shù)。在鋼鐵行業(yè)中得到示范及應(yīng)用的一體化技術(shù)只有活性炭法。有機催化法目前還沒有工程應(yīng)用實例，但其投資和運行成本高出現(xiàn)有的鈣基脫硫技術(shù)太多。由于燒結(jié)煙氣中 NOx 含量 160～340mg/Nm3，大多數(shù)時間在在 300mg/Nm3 以內(nèi)，“十二五”期間國家并未強制燒結(jié)煙氣脫硝，因此，目前多數(shù)企業(yè)僅僅考慮燒結(jié)煙氣脫硫，暫不考慮燒結(jié)煙氣脫硝。這些原因，造成燒結(jié)煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)目前不可能在鋼廠大規(guī)模應(yīng)用。

三、結(jié)束語

結(jié)合國家新的環(huán)保排放標準和政策，必須完成現(xiàn)有脫硫脫硝設(shè)施的改造?？梢圆捎镁G色環(huán)保脫硫工藝（如有機胺法、活性炭法），變廢為寶，回收硫資源，降低脫硝設(shè)施的運行費用。

參考文獻：

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