關(guān)于燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究

王志強(qiáng)

淮北申皖發(fā)電有限公司，安徽淮北，235000

關(guān)于燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究

王志強(qiáng)

淮北申皖發(fā)電有限公司，安徽淮北，235000

我國(guó)是燃煤大國(guó)，煤是我國(guó)主要能源之一，這樣的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致我國(guó)環(huán)境深受其害，尤其是由于燃燒不完全導(dǎo)致所產(chǎn)生的煙氣中硫、硝等含量較高，進(jìn)入大氣后會(huì)給大氣造成巨大破壞，因此如何凈化燃煤煙氣已經(jīng)成為研究的重要課題，本文就如何進(jìn)行一體化脫硫脫硝展開(kāi)討論研究，期望能為煙氣凈化做出指導(dǎo)。

煙氣凈化；脫硫脫硝；一體化技術(shù)；現(xiàn)狀探究；問(wèn)題求索

對(duì)于煙氣脫硫脫硝，我國(guó)已經(jīng)有所研究，并取得一定進(jìn)展，尤其是脫硫技術(shù)，已經(jīng)基本成熟，但是如何進(jìn)行一體化脫硫脫硝，雖有所研究，但并不成熟，且應(yīng)用較少。本文通過(guò)對(duì)一體化脫硫脫硝的發(fā)展現(xiàn)狀，以及脫硫脫硝一體化技術(shù)中存在問(wèn)題和對(duì)應(yīng)解決方案進(jìn)行探討，以期提高一體化技術(shù)水平、促進(jìn)一體化應(yīng)用并改善煙氣質(zhì)量、節(jié)約凈化成本。

1 脫硫脫硝一體化技術(shù)的應(yīng)用

1.1 脫硫脫硝一體化技術(shù)分類

脫硫脫硝一體化技術(shù)，即是對(duì)煙氣中的硫硝脫離過(guò)程進(jìn)行有機(jī)合并，從而減少實(shí)踐中的消耗和過(guò)程，并提高凈化純度，使得排放的煙氣中有害氣體減少。一體化凈化技術(shù)是根據(jù)脫硫、脫硝技藝發(fā)展而來(lái)，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行兩個(gè)過(guò)程，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行效率并降低成本，從而升級(jí)簡(jiǎn)化凈化系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行原理，可將一體化凈化硫硝分為：聯(lián)合脫硫脫硝和同時(shí)脫硫脫硝。前者即是同一系統(tǒng)中進(jìn)行脫硫脫硝，脫硫脫硝分別采用各自方法進(jìn)行，后者即是研究同時(shí)吸附硫硝的技術(shù)，使得硫硝合成新的化學(xué)物，理論上聯(lián)合方法比同時(shí)技術(shù)的步驟多、消耗更大，理應(yīng)同時(shí)技術(shù)應(yīng)用較廣，但事實(shí)恰恰相反，這是由于同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)程度低，未完全開(kāi)發(fā)。

1.2 一體化凈化技術(shù)研究進(jìn)展

我國(guó)對(duì)于煤煙脫硫脫硝一體化的研究是基于我國(guó)的傳統(tǒng)脫硫、脫硝技術(shù)和國(guó)際一體化技術(shù)而發(fā)展的，經(jīng)由多領(lǐng)域?qū)W者專家、技術(shù)人員的聯(lián)合，從理論上和可行性上以及效益分析等方面進(jìn)行探索分析，制定方案，并且以數(shù)字化方式對(duì)于方法技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用程度進(jìn)行了較精細(xì)的統(tǒng)計(jì)，并就其實(shí)際效用進(jìn)行分析，解剖其不足，并尋找解決方法，在此領(lǐng)域中投入的資源逐漸增加，取得的成果也有顯著表現(xiàn)，從開(kāi)始的石灰粉吸附到后來(lái)的活性炭吸附，材料及方法的轉(zhuǎn)變，使得吸附效果顯著提高，并且借由化學(xué)反應(yīng)，使硫硝能在系統(tǒng)中生成新物質(zhì)，不僅提高了效率、增強(qiáng)了效果，而且能夠?qū)τ泻Τ煞诌M(jìn)行利用，變廢為寶，能夠形成產(chǎn)業(yè)鏈，提高社會(huì)整體效益。

1.3 一體化凈化硫硝的必要性分析

在傳統(tǒng)凈化技術(shù)環(huán)境下，煙氣中有害氣體無(wú)法除盡、殘留較多，對(duì)環(huán)境的破壞性極大，在世界空氣質(zhì)量急劇下降的情況下，提高空氣質(zhì)量已經(jīng)成為全世界人民的要求，因此煙氣凈化排放標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)提高，需要新的技術(shù)支撐。加之一體化凈化使用同一個(gè)系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)設(shè)置及運(yùn)行的成本，也減少了系統(tǒng)銜接時(shí)的成本和過(guò)程，以及過(guò)程中煙氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，也減少了重復(fù)的步驟和過(guò)程，簡(jiǎn)化了程序，提高凈化效能和性價(jià)比，節(jié)約成本，為新技術(shù)的研發(fā)和其他操作提供可能性。相對(duì)于傳統(tǒng)方法，一體化技術(shù)所需要的人財(cái)物均有大幅降低，對(duì)于材料和過(guò)程中的花費(fèi)也極大程度上進(jìn)行了簡(jiǎn)化和削減，可以說(shuō)，一體化是可持續(xù)理念的踐行與應(yīng)用。

2 脫硫脫硝一體化技術(shù)中存在的問(wèn)題

2.1 傳統(tǒng)方法應(yīng)用于硫硝凈化存在弊端

傳統(tǒng)凈化煙氣方法是分別進(jìn)行脫硫、脫硝，兩個(gè)過(guò)程分開(kāi)，使用的方法對(duì)脫硫作用明顯，脫硝卻不盡如人意，反之亦然，如此就造成了需要分步進(jìn)行凈化。我國(guó)的脫硫技術(shù)發(fā)展較脫硝技術(shù)更加成熟，但吸附手段效果并不突出。傳統(tǒng)的分開(kāi)凈化會(huì)造成凈化不完全，煙氣中的硫硝大量殘余，達(dá)不到現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境要求，加之分開(kāi)凈化造成人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)，過(guò)程重疊、步驟冗雜、消耗成雙、耗時(shí)加長(zhǎng)，并且凈化程度較低、效率低下，并且增加了不必要的消耗，例如保存煙氣的費(fèi)用、場(chǎng)地建設(shè)的增加。傳統(tǒng)方法無(wú)論是環(huán)境還是經(jīng)濟(jì)上，抑或是綜合效益，均無(wú)法滿足發(fā)展要求，急需新的技術(shù)手段改變現(xiàn)有局面，一體化凈化即是在此種迫切情境下應(yīng)運(yùn)而生。

2.2 吸附材料吸附力不足，持續(xù)性低

現(xiàn)有吸附技術(shù)以活性炭和氧化銅為主要材料，活性炭表面疏松，吸附性能較強(qiáng)，是吸附的常用材料，以活性炭吸附二氧化硫，并使用氨氣與硝化物反應(yīng)，最終產(chǎn)生水和氮?dú)?，?shí)現(xiàn)凈化，但活性炭吸附能力無(wú)法適應(yīng)工業(yè)的飛速發(fā)展。氧化銅比活性炭更復(fù)雜，但吸附能力更好，凈化效果更好，運(yùn)行成本也相應(yīng)較高，利用氧化銅和二氧化硫反應(yīng)，并利用其生成物與氧化銅、氨氣共同作用，吸收硝氧化物，吸附中沒(méi)有污染物產(chǎn)生，但是隨著使用時(shí)長(zhǎng)的增加吸附能力減小，無(wú)法持久是其致命特點(diǎn)。當(dāng)前兩種常用吸附方法均存在吸附力不足，無(wú)法持久使用的弱點(diǎn)，如何擺脫這種桎梏，尋找新的解決之法，是目前吸附領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。

2.3 化學(xué)方法危險(xiǎn)性大、缺乏穩(wěn)定性

以物理、化學(xué)結(jié)合為原理的電子束法，通過(guò)電子獲得加速器產(chǎn)生的活性基因使硫、硝氧化物氧化，并將產(chǎn)生物與氨氣混合，最終實(shí)現(xiàn)凈化。電子束法對(duì)于凈化煙氣作用顯著，但是其活性基因獲得方法過(guò)于危險(xiǎn)，且操作亦較復(fù)雜，給實(shí)際應(yīng)用過(guò)程帶來(lái)了極大的風(fēng)險(xiǎn)，缺乏穩(wěn)定性，凈化過(guò)程中事故發(fā)生概率高，對(duì)于工業(yè)安全和社會(huì)穩(wěn)定造成潛在危機(jī)。如何應(yīng)用化學(xué)原理對(duì)活性基因產(chǎn)生途徑進(jìn)行完善，或者尋找其他代替方法，從而解決安全性與穩(wěn)定性難題，填補(bǔ)物理化學(xué)方法凈化煙氣的技術(shù)空缺，使煙氣凈化技術(shù)興盛繁榮，在穩(wěn)定安全中有所突破。

3 脫硫脫硝一體化的具體措施探索

3.1 物理化學(xué)方法改革進(jìn)化

以脈沖電暈法代替現(xiàn)有的電子束法，脈沖電暈法與電子束法原理相近，且均有運(yùn)行簡(jiǎn)單、實(shí)用性較強(qiáng)的特點(diǎn)，并且凈化效果亦十分顯著。二者區(qū)別在于電暈法通過(guò)高壓電源獲取活性基因，相比之下，電暈法比現(xiàn)有電子束法更為節(jié)約資源，并且更加安全凈化程度較高，成本也相對(duì)較低，目前，電暈法已經(jīng)成形，若能應(yīng)用于實(shí)踐，勢(shì)必能夠獲得優(yōu)于電子束法的效用，脈沖電暈法針對(duì)電子束法最主要的弊病，即安全性低的特點(diǎn)，進(jìn)行改革與完善，能夠極大程度上改變現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，以高壓電源替代電子獲得加速器，并對(duì)電子束法的的其他環(huán)節(jié)進(jìn)行改良，是凈化技術(shù)的一大進(jìn)步。

3.2 吸附方法的創(chuàng)新與應(yīng)用

干式吸附再生技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于，能夠同時(shí)吸附硫、硝氧化物，并且硫可做再生資源使用，且過(guò)程簡(jiǎn)單，成本極低。具體過(guò)程為，煙氣排出前須由鈉鹽進(jìn)行吸附，將其中的硫硝吸收殆盡，鈉鹽飽和后，在600攝氏度高溫下使其釋放氮氧化物并冷卻后重新投入使用;富氧型高活性吸收劑法，依據(jù)傳統(tǒng)循環(huán)流化技術(shù)發(fā)展而來(lái)，無(wú)論是可行性還是性能效益都有較大保障，以粉煤灰、消石灰等，結(jié)合添加劑，組成循環(huán)流化床，作為其反應(yīng)器，并與硫硝反應(yīng)，生成鈣硫化物，從而脫硫脫硝，值得一提的是，此種方法不僅能同時(shí)有效脫硫脫硝，更能夠?qū)θ济簾煔庵械钠渌镔|(zhì)，例如汞、氮氧化物，使煙氣凈化效果更佳，提高凈化空氣的質(zhì)量。

3.3 大膽創(chuàng)新，采用新技術(shù)、新理念

除上述方法外，還有許多技術(shù)已經(jīng)初具雛形、處于實(shí)驗(yàn)階段，等待更加完善并進(jìn)入實(shí)踐領(lǐng)域。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，一體化凈化方法逐漸受到熱捧，且不限于硫硝一體，還有更多的污染物正在實(shí)現(xiàn)凈化一體化，隨著科技和工藝的快速發(fā)展，迎合更高需求的技術(shù)必將面世，新理論、技術(shù)逐漸被引入，例如氣體液化技術(shù)、電化學(xué)、分離技術(shù)等層出不窮的方法，正在研究完善，并試圖走入實(shí)踐，煙氣凈化的發(fā)展需要著重于成本降低、過(guò)程的簡(jiǎn)化、效益的提高、污染的減小，以及二次污染的避免等，以這些要求為研發(fā)目的與方向，能夠找準(zhǔn)目標(biāo)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝和理論，創(chuàng)新思維，加快我國(guó)自主化科技道路，為工業(yè)和科技的發(fā)展增添助力。

4 結(jié)語(yǔ)

脫硫脫硝一體化是傳統(tǒng)煙氣凈化的升級(jí)，耗時(shí)更少、凈化程度更高、成本更小、過(guò)程更簡(jiǎn)，是煙氣凈化技術(shù)的一大進(jìn)步，雖然仍不成熟，但假以時(shí)日必定能對(duì)我國(guó)建設(shè)與發(fā)展起到巨大的作用，希望本文所做的闡述能為煙氣凈化領(lǐng)域技術(shù)變革有所助益，并能夠指導(dǎo)實(shí)踐，為經(jīng)濟(jì)、科技與環(huán)境均能有所貢獻(xiàn)。

[1]張賾.煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2015(06):90.

[2]康新園.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究進(jìn)展[J].潔凈煤技術(shù).2014(06):115-118.

王志強(qiáng)/1980年生/男/安徽淮北人/本科/助理工程師/研究方向?yàn)榄h(huán)保