煙氣脫硫技術(shù)及脫硫脫硝除塵與環(huán)保策略研究

唐 岳 / 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司

煙氣脫硫技術(shù)及脫硫脫硝除塵與環(huán)保策略研究

唐 岳 / 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司

合理利用煙氣脫硫技術(shù)和脫硫脫硝除塵技術(shù)，對(duì)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(shù)類型繁多，而面臨不同生產(chǎn)狀況時(shí)，需要選擇與之相適應(yīng)的技術(shù)，所以，還需從技術(shù)角度，對(duì)脫硫技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并掌握脫硫工藝和要點(diǎn)，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(duì)煙氣脫硫技術(shù)及脫硫脫硝除塵與環(huán)保策略進(jìn)行了深入探究。

煙氣脫硫技術(shù)；脫硫；脫硝；除塵；環(huán)保策略

一、煙氣脫硫技術(shù)

（一）濕法

進(jìn)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(yīng)用吸收原理在氣、液、固中進(jìn)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(jìn)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(duì)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(yán)重腐蝕設(shè)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(fù)系統(tǒng)，才能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保要求的排放條件。

（四）干法

進(jìn)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(jìn)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(duì)煙氣實(shí)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(shù)

（一）SCR

SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下，還原劑與煙氣中的NOx反應(yīng)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(jìn)行還原的反應(yīng)。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(chǔ)上，可以達(dá)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(yùn)行的要求。

（二）SNCR

SNCR脫硝技術(shù)主要是將NH3、尿素等還原劑噴進(jìn)鍋爐內(nèi)和NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不需要對(duì)話機(jī)，所以，應(yīng)在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛的溫度應(yīng)在850-1100℃之間，迅速熱分解成NH3，和煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水，此項(xiàng)技術(shù)主要以爐膛為反應(yīng)器。SCNR煙氣脫硝技術(shù)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(shù)，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(shù)與環(huán)保策略

（一）催化煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)

1.催化煙氣脫硫技術(shù)。

煙氣脫硫技術(shù)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(shù)，其是中石化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的催化裂化除塵脫硫技術(shù)，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(shù)，是比較先進(jìn)的、應(yīng)用廣泛的煙氣脫硫技術(shù)法，主要以循環(huán)流化床原理作為基礎(chǔ)，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(shí)間，以此實(shí)現(xiàn)脫硫。循環(huán)流化床干法技術(shù)比較成熟，其發(fā)展前景也十分良好。

2.催化煙氣脫硝技術(shù)。

催化煙氣脫硝技術(shù)有選擇性催化還原反應(yīng)煙氣脫硝技術(shù)和臭氧氧化煙氣脫硝技術(shù)，其中，選擇性催化還原反應(yīng)煙氣脫硝技術(shù)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?dú)夂退?，其?duì)溫度要求非常高，在反應(yīng)溫度比較高的時(shí)候，催化劑會(huì)產(chǎn)生燃燒或結(jié)晶現(xiàn)象，而相反，則催化劑的活性會(huì)在各種因素影響下大大降低。臭氧氧化煙氣脫硝技術(shù)中，臭氧可以把一氧化氮氧化成容易溶于水的高價(jià)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(shí)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(shù)。

靜電除塵技術(shù)和氣固分離系統(tǒng)都能夠進(jìn)行煙氣除塵，靜電除塵技術(shù)主要是利用電極產(chǎn)生高壓電，在電場(chǎng)作用下，催化劑顆粒帶電，由于正負(fù)電荷相互吸引，吸附催化劑的細(xì)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(shù)，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(dá)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(shí)現(xiàn)氣固分離。

（二）氨肥法煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)

1.氣體吸收。

氣體吸收過程實(shí)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(shí)，部分吸收質(zhì)向吸收劑進(jìn)行質(zhì)量傳遞，吸收過程和傳速率相同，從而實(shí)現(xiàn)氣液兩相的動(dòng)態(tài)平衡，這就是氨肥法脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)中的氣體吸收主要原理。

2.脫硫脫硝。

氨肥法脫硫主要是對(duì)二氧化硫的吸收過程，利用溶液對(duì)低濃度的二氧化硫進(jìn)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(duì)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(yīng)器霧區(qū)，并向液膜高速運(yùn)動(dòng)。其次，在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生離心力，受到離心力的影響粉塵的運(yùn)動(dòng)方向就會(huì)發(fā)生改變。再次，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的霧滴使粉塵靠近水膜。然后，會(huì)增大水霧封鎖線的覆蓋范圍。最后，利用高強(qiáng)磁化器對(duì)循環(huán)水進(jìn)行磁化，進(jìn)而提升脫硫效率，同時(shí)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(shí)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。活性炭的吸附功能比較強(qiáng)，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(jiǎn)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(jī)上增加高壓電，高壓電可以產(chǎn)生局部擊穿，這樣一來，就會(huì)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(shí)現(xiàn)難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，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(shí)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(duì)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(dá)到較高的脫硫脫硝率，這就需要進(jìn)一步深入探究新型催化劑。

四、結(jié)語

綜上所述，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，脫硫技術(shù)已經(jīng)十分成熟，但是脫硝技術(shù)依舊有待優(yōu)化。而為了實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)自然環(huán)保目標(biāo)，必須實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫脫硝一體化，并在一體化技術(shù)中，適當(dāng)加入除塵技術(shù)，只有這樣，才能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)共同發(fā)展的目標(biāo)。在一體化技術(shù)中，還要加強(qiáng)對(duì)二次污染的注意，以此更好地實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境保護(hù)。

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