燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究進展

趙清剛

（中國華電科工集團有限公司，北京 100160）

1 關于脫硫脫硝概述分析

脫硫脫硝技術絕大多數都被應用到氮氧化物、硫氧化物的處理中，因為氮氧化物與硫氧化物是對空氣污染的主要來源。脫硫脫硝技術發(fā)展越來越完善，將在一定程度上對凈化空氣產生很大影響。脫硫脫硝一體化是一種系統(tǒng)性技術，能夠在同一時間處理硫、硝。近幾年，脫硫脫硝一體化技術逐漸引起了很多國家的重視與關注。煙氣脫硫脫硝一體化技術一般可以分為以下三類：①煙氣脫硫與煙氣脫硝共同組合技術[1]；②吸附劑脫硝脫硫；③對當下煙氣脫硫綜合系統(tǒng)進行改造，適當增加脫硝功能。如果使用兩套不同裝置來進行脫硫、脫硝，將會造成整個投資、管理與運行費用提升。很多現代工業(yè)化國家在脫硫脫硝一體化技術方面都投入了大量時間與精力，并且在諸多行業(yè)中都得到了廣泛應用，帶來的作用與效果非常明顯。

2 燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究進展

2.1 氣/固催化脫硫脫硝技術

氣/固催化脫硫脫硝技術應用到的催化劑能夠對二氧化硫和氮氧化物短時間內進行氧化與還原，整體脫除率非常高，常用的工藝方法主要有WSA-SNOx、SNRV 及 Parsons 對煙氣進行清潔。氣化固化脫硫脫硝是一種創(chuàng)新型、高效用技術。把這種技術應用到脫硫脫硝生產過程中對硫化物清潔將會帶來很好效果，并且這種技術維護起來整個流程也比較簡單，不會造成更多污染，還可以把煙氣集中在某一個集塵綜合裝置中，經過高溫加熱再進行整體處理。在使用這種技術之前，可以先添加一些石灰水這樣脫硫脫硝效果會更好[2]。近幾年，這種技術已經被廣泛的應用到很多行業(yè)中，并且發(fā)揮的作用越來越明顯。

2.2 高能電子氧化技術

高能電子氧化技術是一種創(chuàng)新型技術，科學技術的快速發(fā)展使得催化劑的使用范圍越來越小。高科技發(fā)展將會成為主要方向，其中高能電子氧化技術起著很好的典范作用。高能電子撞擊煙氣中的氮硫分子之后在短時間內會發(fā)生不同程度的反應。一般可以分為兩種情況：①二氧化硫轉化為三氧化硫，當煙氣中的水、氧氣等分子通過高能電子進行不斷撞擊后會產生很多活性物質，這樣就能夠把一些二氧化硫氧化成三氧化硫，通過和煙氣中的水蒸氣發(fā)生反應后成為硫酸。②一氧化氮氧化為二氧化氮，引入水之后生成無毒的氮氣，這種技術將會成為未來發(fā)展主要方向。這種特殊工藝一般可以分為兩種不同類型。當然，這兩種工藝之間還是存在一定差異性，這種差異性主要體現在怎樣產生電子。在這里主要討論第一種情況，它是充分借助電子類設備來照射處于低溫的煙氣。經過照射之后就會產生高溫，在高低溫交替條件下短時間內能夠讓煙氣分子在電離中出現快速轉換。這種技術日本與西方歐洲國家研究已經取得了很大發(fā)展成就，這種電子設備的優(yōu)點是設備簡單化、便于操作與控制。并且不會造成太多廢棄物的產生，成功率也非常高。

2.3 固相再生脫硫脫硝技術

社會經濟快速發(fā)展，很多行業(yè)在生產、發(fā)展過程中造成了許多環(huán)境問題。因此，煙氣的凈化逐漸引起了很多國家的重視與關注，都投入了很多資金與精力來研究脫硫脫硝一體化技術。然而，這種技術真正應用到日常生活實踐中卻非常少。其中最有效果的要屬固相脫硫脫硝技術，這種技術一般都會借助催化劑進行催化反應來消除硫化物與氮氧化物，因此，實際操作過程中最好使用能夠持續(xù)循環(huán)使用的物品。其中活性炭與氧化銅是兩種非常活躍的反應物，使用這種技術過程中還會帶來一些小問題，這些問題集中體現在沖擊性、耐磨性、耐壓性等方面，最終將會嚴重影響整體凈化效果，使用這種技術最好配合著其他一些高性能、持久性吸收劑，只有這樣才能夠把這種技術的作用充分發(fā)揮出來。

2.4 選擇性催化脫硫脫硝工藝

選擇性脫硫脫硝工藝最大的特點是脫除效率高、運行穩(wěn)定、方便維護，使用這種工藝能夠在短時間內把煙氣中的氮化物使用催化劑快速還原成氮氣[3]。同時，通過催化反應之后將會在短時間內將二氧化硫快速轉化為沒有毒性的硫化物。選擇性催化脫硫脫硝工藝種類有很多種，盡管如此，其操作過程基本上都是相同的。首先，進行除塵處理；其次，通過使用高溫的方式來進行脫硝，最后再通過催化還原技術來處理煙氣，把二氧化硫在短時間內轉化為沒有毒性的硫化物，最終實現脫硫。

2.5 關于聯(lián)合脫硫脫硝技術分析

煤燃燒對空氣環(huán)境將會造成影響。正常情況下，一次燃燒煤所產生的SO2與NOx 產生的濃度一般比較低。近幾年，工業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴大產生的量越來越大，如果使用兩種不同類型綜合裝置將會占用大量資源，整體操作費用也非常高，伴隨著煙氣脫硝技術的快速發(fā)展，聯(lián)合脫硫脫硝技術也取得了很大發(fā)展成就，應用聯(lián)合脫硫脫硝技術效果要比使用單個一體化脫硫脫硝技術效果好很多。大氣中NOx 危害影響的范圍會越來越廣。煙氣中很多污染物SO2與NOx 絕大多數都是呈現酸性氧化物，這些污染物自身具有非常強的氧化性，使用聯(lián)合開發(fā)脫硫脫硝技術去除煙氣中SO2與NOx 對凈化空氣將會產生很大作用。當下聯(lián)合脫硫脫硝技術主要包括以下幾種方法：NFT 法與 NOSOx 電子束法、SNOx、活性炭法與活性焦法，這些技術都能夠在短時間內進行脫硫脫硝,幾種方法的對比如表1。

表1

總之，燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術在一定程度上對凈化空氣具有重要意義，這種技術具有無污染、成本低、操作簡單、占地小等特點，并且能夠得到持續(xù)不斷使用，活性焦市場價格并不高，機械強度卻非常高，整體磨損加熱帶來的損耗非常小，是一種最好的選擇途徑。隨著這些技術的持續(xù)不斷成熟，其應用的范圍會越來越廣泛。