煙氣脫硫脫硝的應(yīng)用與發(fā)展

呂后斌 汪一楠

摘要：大氣污染物煙塵是造成霧霾的原因，SO2，SO3，NO2等是造成酸雨的主要原因，因此脫硫脫硝是控制大氣污染的必要措施。從除塵到脫硫脫硝體現(xiàn)了人們對(duì)污染物的重視。不同國(guó)家對(duì)煤氣污染物的控制水平不同。發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)六七十年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)并將脫硫技術(shù)應(yīng)用在燃?xì)忮仩t。當(dāng)今主流技術(shù)的核心均為鈣基化合物與SO2生成石膏。該工藝成熟，但不能完全利用石膏從而造成二次污染，脫硫后溫度低不利于排煙，不能同時(shí)脫出其他污染物，且耗水量大。煙氣脫硝應(yīng)用較多的選擇性催化還原法（SCR），而選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝效率并不高，難以滿足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)。SCR達(dá)到90%以上的效率，是發(fā)達(dá)國(guó)家目前采用的主要方法。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫脫硝；應(yīng)用；發(fā)展

1煙氣脫硫脫硝技術(shù)

1.1脫硫技術(shù)

在燒結(jié)之后產(chǎn)生的尾氣中，含有大量的SO2，對(duì)于這部分存在的SO2，最好的治理控制方法有三種：第一種是吸收控制方法、第二種是吸附控制方法、第三種是低硫原燃料使用控制方法。在國(guó)際上，有10多種燒結(jié)尾氣脫硫方法服務(wù)于工業(yè)，我們可以按照脫硫產(chǎn)物的實(shí)際形態(tài)進(jìn)行以下劃分：第一個(gè)是濕法、第二個(gè)是干法、第三個(gè)是半干法。在合理處理燒結(jié)煙氣的過(guò)程中，濕法脫硫工藝有石灰-石膏法和氨法應(yīng)用非常的廣泛有效。濕法脫硫工藝有石灰-石膏法和氨法在實(shí)際應(yīng)用燒結(jié)廠生產(chǎn)的過(guò)程中，和歌山燒結(jié)廠、鹿島燒結(jié)廠、千葉燒結(jié)廠、水島燒結(jié)廠、小倉(cāng)燒結(jié)廠。其對(duì)應(yīng)的實(shí)際脫硫效率達(dá)到了95.00%。其為5%～15%的CaCO3漿液吸收劑或者是5%～15%的Ca（OH）2漿液吸收劑，在采取鼓泡塔技術(shù)或者是采取噴淋塔技術(shù)的基礎(chǔ)上，冷卻煙氣，達(dá)到增濕的效果，其通過(guò)石灰石漿液完成含有的SO2的吸收，其作用之后產(chǎn)生的副產(chǎn)品石膏，可以回收再一次利用。還存在一種常用的濕法，那就是氨硫銨法。這個(gè)方法在實(shí)際工作中應(yīng)用還是非常的廣泛的。例如：在日本京濱制鐵，其選擇實(shí)施的是焦化氨水，這個(gè)脫硫劑的使用，可以發(fā)揮以廢治廢的目的。

1.2脫硝技術(shù)

大部分發(fā)達(dá)國(guó)家非常的重視NOx污染方面的研究，所以其起步非常的早。所以在工業(yè)上，已經(jīng)存在大部分的控制技術(shù)得到了有效的應(yīng)用。其中最具代表性的是日本以及歐洲國(guó)家，其選擇的都是選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR）方法，這里存在的氮氧化物，可以達(dá)到非常明顯的去除率，達(dá)到了70.00%。在美國(guó)地區(qū)，其選擇使用的是非催化還原系統(tǒng)（SNCR）的方法完成系統(tǒng)的改進(jìn)，其明顯的改善了氮氧化物去除率，達(dá)到了80.00%。首先，選擇性的催化還原方法。20世紀(jì)70年代，在日本，選擇性的催化還原法燒結(jié)廢氣脫硝技術(shù)得到了明顯的發(fā)展?；诤鯕夥者@個(gè)條件來(lái)說(shuō)，還原劑優(yōu)先與廢氣中NOx反應(yīng)的催化過(guò)程稱為選擇性的催化還原方法。在一定溫度和催化劑的作用下，SCR所存在的化學(xué)反應(yīng)主要產(chǎn)生的是NH3，其會(huì)將煙氣中所存在的NOx進(jìn)行還原，得到N2，與此同時(shí)還能生成水。催化的作用是降低NOx分解反應(yīng)的活化能，使其反應(yīng)溫度降低，最小為15°，最大為45°。催化劑的外表面積和微孔特性在很大程度上決定了催化劑的反應(yīng)活性。這個(gè)方法得到的NOx脫除率非常的明顯，達(dá)到了70.00%。其次，選擇性的非催化還原方法。選擇性非催化還原法也是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，1974年在日本首次投入商業(yè)應(yīng)用。選擇性的非催化還原方法是在900～1100，無(wú)催化劑存在的條件下，利用氨或尿素等氨基還原劑選擇性地將煙氣中的NOx還原為N2，同時(shí)還可以將其還原為H2O，在上市后的基礎(chǔ)上，基本上不會(huì)跟煙氣中所存在的氧氣產(chǎn)生什么反應(yīng)作用。選擇適宜的溫度區(qū)間在選擇性的非催化還原方法的應(yīng)用中是至關(guān)重要的，對(duì)氨來(lái)說(shuō)，對(duì)其最佳的一個(gè)反應(yīng)溫度區(qū)間大小來(lái)說(shuō)，最小為87°，最大為110°，但是，尿素存在的最佳反應(yīng)溫度區(qū)間最小為90°～115°1炭基材料在脫硫脫硝上的應(yīng)用國(guó)內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)證明炭基材料（活性炭，性焦，碳纖維）是最有潛力的低溫干法脫硫吸附催化劑?；钚蕴康奈叫再|(zhì)是應(yīng)用在脫硫脫硝中的首要性質(zhì)。由于活性炭含有像石墨晶粒卻無(wú)規(guī)則地排列的微晶。微晶被活化之后會(huì)產(chǎn)生大小形狀都不一樣的微孔。這些微孔的體積雖然只有0.25～0.90mL/g，但是微孔的個(gè)數(shù)達(dá)到1020個(gè)/g，足以擴(kuò)大它的表面積，這些微孔的表面積為500～1500m2/g，BET法測(cè)出來(lái)的也有3500～5000m2/g的。微孔中包含了活性炭幾乎95%以上的表面積，因此，除了有些大分子外，活性炭吸附性能的高低主要取決于微孔。

2脫硫脫硝在的應(yīng)用

2.1 干法脫硫工藝技術(shù)

在經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化之后，這一項(xiàng)基礎(chǔ)已經(jīng)形成了多種形式?，F(xiàn)階段，我們主要應(yīng)用的主要有光催化法、電暈放電法、電子束照射法以及煙氣干粉脫硫技術(shù)。以煙氣干粉脫硫技術(shù)為例，這一技術(shù)在煙氣凈化方面有著良好的效果，并且其應(yīng)用范圍也非常的廣泛。具體來(lái)說(shuō)，SOx在經(jīng)過(guò)生成后，會(huì)隨著煙氣進(jìn)入余熱鍋爐尾氣系統(tǒng)，在煙氣經(jīng)過(guò)煙道的同時(shí)均勻的噴撒200目的石灰粉，石灰粉會(huì)與煙氣中的SOx進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到脫硫目的，最后通過(guò)布袋除塵器進(jìn)行捕捉避免排入大氣污染環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到環(huán)保的作用。在這里需要我們指出的是，這一技術(shù)也是存在著一定的弊端的，例如；需要消耗大量的資源，脫硫效果不明顯，設(shè)備可靠性價(jià)差等等。

2.2 濕式脫硫工藝技術(shù)

濕式脫硫工藝技術(shù)主要包括兩個(gè)個(gè)方面的內(nèi)容：首先是濕法脫硫技術(shù)，借助高速旋轉(zhuǎn)霧化器在反應(yīng)塔中對(duì)石灰漿的高速霧化，最大的增加了與煙氣的反應(yīng)接觸面積，進(jìn)而對(duì)煙氣中的SOx進(jìn)行中和反應(yīng)。在這一過(guò)程當(dāng)中，氫氧化鈣溶液（微小石灰漿霧滴）與其充分反應(yīng)形成CaSOx沉降捕捉。最后是CombiNOx工藝，作為一項(xiàng)新興的工藝技術(shù)，由于碳酸鈣自身有著較強(qiáng)的吸附性能，因而也就能夠吸附一些二氧化硫，同時(shí)在反應(yīng)的過(guò)程當(dāng)中，還能夠在很大程度上提升亞硫酸根離子等物質(zhì)和水的溶解速度，這樣一來(lái)，脫硫效率也就得到了明顯的提升。

2.3SNCR/SCR脫硝技術(shù)

應(yīng)用SNCR脫硝技術(shù)能夠?qū)⒌趸镉行У娜コ簟Ｔ谶@一過(guò)程當(dāng)中，氮氧化物主要是利用SNCR霧化噴射，在爐內(nèi)燃燒密相區(qū)850～1100℃進(jìn)行還原反應(yīng)，達(dá)到脫硝效果，反應(yīng)式NO+CO（NH2）2+?O2→2N2+CO2+H2O。而SCR脫硝技術(shù)，則是通過(guò)噴射氨水或其他還原劑，利用催化劑加工煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O，通常涉及使用無(wú)水液態(tài)氨或氨水溶液在300-400℃之間反應(yīng)，其反應(yīng)式4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O/6NO+4NH3→5N2+6H2O。這一技術(shù)和其他技術(shù)相比較而言，不僅成本非常的低，而且對(duì)于空間方面的要求不高，限制性較低。但是，在這里需要我們指出的是，這一技術(shù)也是存在著一定的不足的，其去除效果和其他技術(shù)相比較而言，略有差別。

結(jié)論

綜上所述，隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的有效發(fā)展，并且隨著環(huán)保政策的有效落實(shí)跟貫徹。所以需要日益發(fā)展以及重視燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展，并且正確實(shí)現(xiàn)我國(guó)煙氣脫硫新局面以及新趨勢(shì)的開(kāi)設(shè)。但是現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)燒結(jié)煙氣脫硫裝置還存在明顯的運(yùn)行穩(wěn)定性，并且其適宜性非常的明顯，但是還是需要得到進(jìn)一步的針對(duì)驗(yàn)證，但是，在分析實(shí)際情況的基礎(chǔ)上得到，現(xiàn)階段我國(guó)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)得到了非常穩(wěn)步的推進(jìn)發(fā)展。并且隨著環(huán)保產(chǎn)業(yè)的有效發(fā)展壯大，我國(guó)的脫硫技術(shù)將會(huì)更加的顯著，在降低相關(guān)投資費(fèi)用的基礎(chǔ)上，還可以從根本上實(shí)現(xiàn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率的改善，并且促使副產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)資源化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]寧琳.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].低碳世界，2018（09）：96-97.

[2]趙雪，程茜，侯俊先.脫硫脫硝行業(yè)2017年發(fā)展綜述[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2018（07）：10-24.

（作者單位：浙江天藍(lán)環(huán)保技術(shù)股份有限公司）