煙氣脫硫技術及脫硫脫硝除塵與環(huán)保策略研究

唐岳

【摘 要】合理利用煙氣脫硫技術和脫硫脫硝除塵技術，對提高綜合生產(chǎn)效率發(fā)揮著非常重要的作用。目前，脫硫技術類型繁多，而面臨不同生產(chǎn)狀況時，需要選擇與之相適應的技術，所以，還需從技術角度，對脫硫技術進行詳細分析，并掌握脫硫工藝和要點，從而保證其可以從根本上提高脫硫效率。據(jù)此，本文主要對煙氣脫硫技術及脫硫脫硝除塵與環(huán)保策略進行了深入探究。

【關鍵詞】煙氣脫硫技術；脫硫；脫硝；除塵；環(huán)保策略

一、煙氣脫硫技術

（一）濕法

進入濕吸收劑，排出濕物質(zhì)。主要利用堿性溶液作為脫硫劑，應用吸收原理在氣、液、固中進行脫硫，脫硫產(chǎn)物和殘夜混合起來，是稀糊狀的流體。

（二）半干法

進入濕吸收劑，排出干物質(zhì)。半干法主要是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物是干粉狀。

（三）海水法

采用海水對煙氣脫硫的方法，但是其受地域條件限制，而且存在氯化物嚴重腐蝕設備等問題。脫硫殘液的PH非常低，需要配置參數(shù)合理的水質(zhì)恢復系統(tǒng)，才能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保要求的排放條件。

（四）干法

進入干吸收劑，排出干物質(zhì)。干法是無液相介入完全在干燥狀態(tài)下進行脫硫。向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末，也就是脫硫產(chǎn)物是粉狀。

（五）電子束法

合理利用高能物理原理，采用電子束輻照煙氣，或者以脈沖產(chǎn)生電暈對煙氣實施脫硫。電子束法使用的脫硫劑是合成氨，目前只限于噸位并不大的燃煤鍋爐煙氣的脫硫。

二、煙氣脫硝技術

（一）SCR

SCR脫硝技術是在催化劑的作用下，還原劑與煙氣中的NOx反應生成無害的氮和水，以此脫除煙氣中的NOx。選擇性主要是指氨有選擇地把NOx進行還原的反應。一般主要是通過使用合理的催化劑，在200℃-450℃的溫度范圍內(nèi)有效開展。在NH3/NO=1的基礎上，可以達到80-90%的脫硝效率。煙氣中的NOx濃度一般都比較低，但是煙氣的體積很大，所以，用在SCR裝置中的催化劑的性能必須高。用在此條件下的催化劑一定可以滿足燃煤鍋爐高可靠性運行的要求。

（二）SNCR

SNCR脫硝技術主要是將NH3、尿素等還原劑噴進鍋爐內(nèi)和NOx進行選擇性反應，不需要對話機，所以，應在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛的溫度應在850-1100℃之間，迅速熱分解成NH3，和煙氣中的NOx反應生成N2和水，此項技術主要以爐膛為反應器。SCNR煙氣脫硝技術的效率一般為30-80%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸的影響比較大。采用SNCR技術，主要是使用尿素替代氨作為還原劑。

三、煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術與環(huán)保策略

（一）催化煙氣脫硫脫硝除塵技術

1.催化煙氣脫硫技術。

煙氣脫硫技術原理基本上是相同的，主要有雙循環(huán)新型湍沖文丘里除塵脫硫技術，其是中石化自主知識產(chǎn)權(quán)的催化裂化除塵脫硫技術，采用文丘里組件和湍沖組件，圍繞雙塔雙循環(huán)的煙氣脫硫核心系統(tǒng)，形成煙氣除塵脫硫工藝。另外，還有循環(huán)流化床干法技術，是比較先進的、應用廣泛的煙氣脫硫技術法，主要以循環(huán)流化床原理作為基礎，采用干態(tài)消石灰粉作為吸收劑，并通過吸收劑多次循環(huán)，延長吸收劑和煙氣接觸時間，以此實現(xiàn)脫硫。循環(huán)流化床干法技術比較成熟，其發(fā)展前景也十分良好。

2.催化煙氣脫硝技術。

催化煙氣脫硝技術有選擇性催化還原反應煙氣脫硝技術和臭氧氧化煙氣脫硝技術，其中，選擇性催化還原反應煙氣脫硝技術是將還原劑氨氣下方的煙道內(nèi)部，通過催化劑作用，把有害物質(zhì)還原成氮氣和水，其對溫度要求非常高，在反應溫度比較高的時候，催化劑會產(chǎn)生燃燒或結(jié)晶現(xiàn)象，而相反，則催化劑的活性會在各種因素影響下大大降低。臭氧氧化煙氣脫硝技術中，臭氧可以把一氧化氮氧化成容易溶于水的高價態(tài)氮氧化物，然后氮氧化物和二氧化硫在洗滌塔內(nèi)，同時吸收轉(zhuǎn)化成溶于水的物質(zhì)，然后脫硫脫硝。

3.催化煙氣除塵技術。

靜電除塵技術和氣固分離系統(tǒng)都能夠進行煙氣除塵，靜電除塵技術主要是利用電極產(chǎn)生高壓電，在電場作用下，催化劑顆粒帶電，由于正負電荷相互吸引，吸附催化劑的細小顆粒，再集中回收。氣固分離系統(tǒng)則是傳統(tǒng)的物理分離技術，先確定過濾的壓降，為具有合適孔徑大小的多孔過濾介質(zhì)在表面收集固體，等到達到壓降之后，反沖過濾器，把粘附的固體卸除干凈，再經(jīng)過灰斗回收，以此循環(huán)，然后實現(xiàn)氣固分離。

（二）氨肥法煙氣脫硫脫硝除塵技術

1.氣體吸收。

氣體吸收過程實際上就是溶質(zhì)從氣相向液相傳遞的過程，在此過程中，溫度和壓力一定的條件下，煙氣和氨氣接觸時，部分吸收質(zhì)向吸收劑進行質(zhì)量傳遞，吸收過程和傳速率相同，從而實現(xiàn)氣液兩相的動態(tài)平衡，這就是氨肥法脫硫脫硝除塵一體化技術中的氣體吸收主要原理。

2.脫硫脫硝。

氨肥法脫硫主要是對二氧化硫的吸收過程，利用溶液對低濃度的二氧化硫進行吸收，氨分子和水分子很容易結(jié)合，從而形成氨的水化物，氨有極易溶于水的性質(zhì)。在脫硫的過程中得到的產(chǎn)物可以將其作為吸收氮氧化物的吸收劑，對煙氣而言，在氮氧化物中一氧化氮又占到近90%，所以要脫除的大部分為一氧化氮。

3.除塵。

首先，煙氣中的粉塵高速通過文氏管反應器霧區(qū)，并向液膜高速運動。其次，在運動過程中產(chǎn)生離心力，受到離心力的影響粉塵的運動方向就會發(fā)生改變。再次，旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的霧滴使粉塵靠近水膜。然后，會增大水霧封鎖線的覆蓋范圍。最后，利用高強磁化器對循環(huán)水進行磁化，進而提升脫硫效率，同時提升了除去粉塵顆粒的效率。

（三）碳基材料法

碳基材料屬于催化劑和吸附劑，其可以實現(xiàn)再生利用，并且具備良好的性能。目前，常用的碳基材料主要有活性炭、活性炭纖維、活性半焦、活性焦?；钚蕴康奈焦δ鼙容^強，可以吸附二氧化硫、氮氧化物、煙塵粒子。合理利用碳基材料脫硫脫硝除塵，操作十分簡單，還能夠節(jié)省占地面積，并且還可以產(chǎn)生良好的收益。

（四）脈沖電暈法

脈沖電暈法主要就是指在兩端電機上增加高壓電，高壓電可以產(chǎn)生局部擊穿，這樣一來，就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，以此獲取非熱平衡等離子體。通過高能活性粒子，可以實現(xiàn)難以進行的化學反應，從而有效脫除煙氣中的污染物。

（五）金屬氧化物催化法

金屬氧化物催化法在煙氣脫硫脫硝的時候，主要是通過金屬氧化劑的催化作用，有效提高脫硫脫銷的活性。雖然脫硫率相對較高，但是脫硝率并不樂觀。就環(huán)保策略的要求來看，金屬氧化物催化法的脫硫脫硝率并不理想。而且，目前我國已經(jīng)有氧化銅、氧化鋁等金屬氧化物，但是都難以達到較高的脫硫脫硝率，這就需要進一步深入探究新型催化劑。

四、結(jié)語

綜上所述，伴隨著科學技術的不斷更新發(fā)展，脫硫技術已經(jīng)十分成熟，但是脫硝技術依舊有待優(yōu)化。而為了實現(xiàn)大氣環(huán)境保護，實現(xiàn)自然環(huán)保目標，必須實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝一體化，并在一體化技術中，適當加入除塵技術，只有這樣，才能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境保護共同發(fā)展的目標。在一體化技術中，還要加強對二次污染的注意，以此更好地實現(xiàn)自然環(huán)境保護。

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