鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術研究

楊海龍劉川鳳（.山東神華山大能源環境有限公司， 山東 濟南 5004；.山東浪潮新世紀科技有限公司， 山東 濟南 5000）

鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術研究

楊海龍1劉川鳳2
（1.山東神華山大能源環境有限公司， 山東 濟南 250014；2.山東浪潮新世紀科技有限公司， 山東 濟南 250001）

鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術是國內外這方面技術研究的重點，本文概括介紹了幾種最基本的脫硫脫硝技術，并做了簡單的對比，指出了我國這方面技術的研究方向。

脫硫；脫硝；技術

近年來［1］，我國的霧霾天氣頻繁出現，這對我們的身體健康、安全出行造成了極大的隱患。由于燃燒煤炭所釋放出的粉塵、二氧化硫和氮氧化物呈直線上升，而二氧化硫和氮氧化物是導致當前我國大氣污染的首要因素。

我國目前對污染物的排放有了更嚴格的標準，每個企業在環保方面都面臨著空前的壓力。目前，由于同時脫硫脫硝技術具有開發技術簡單，運行成本低，以及良好的處理廢氣性能，已經成了當今主流的技術并在鍋爐行業中廣泛應用。下面簡單介紹這方面幾種常見的技術。

1 爐內燃燒同時脫硫脫硝技術

這種技術的一個相同點是使用吸收劑脫除燃燒過程中產生的二氧化硫，并通過調節鍋爐內部的反應溫度來減少氮氧化物的產生或者將還原劑（氨氣、尿素等）噴淋到爐內使得氮氧化物被還原為可直接排放的氮氣。

CFB同時脫硫脫硝技術是德國魯奇公司所開發，在特定條件下，此工藝能夠脫除97%的硫和94%的氮。爐膛石灰石/尿素噴射技術是將爐膛噴鈣和選擇性非催化還原（SNCR）相結合，向爐內噴射鈣基吸收劑和尿素溶液，以此來實現脫硫脫硝。

2 濕法同時脫硫脫硝技術

濕法煙氣脫硫脫硝技術是目前工業應用最廣泛的，技術成熟，脫除效率高，運行安全可靠。依照對一氧化氮的處理方式可以分為絡合吸收法和氧化吸收法兩種。

（1）絡合吸收法 絡合吸收法的基本原理是NO和過渡金屬絡合物反應形成金屬亞硝酰化合物來提高其在水中的溶解度。常用的絡合吸收劑是Fe（Ⅱ）EDTA和半胱氨酸亞鐵。

Li Wang等［2］Fe（Ⅱ）EDTA/Na2SO3溶液同時吸收NO 和SO2，并研究了其應產物和反應機理，通過研究發現，當溶液pH=8時，NO的吸收效果最好。SO2能夠提高NO的吸收效果，Na2SO3既可以調節溶液的pH，又可以促進Fe（Ⅱ）EDTA洗手液的再生。Chang等總結出用含有巰基的亞鐵絡合劑脫除煙氣的中NO。含有巰基的亞鐵絡合物其本身具有還原性，能抑制N-S化合物的生成。Fe（Ⅱ）（CyS）2溶液吸收NO后生成二亞硝酰化合物，半胱氨酸氧化物為胱氨酸。隨后，絡合的NO被CyS-和SO還原，胱氨酸也還原為半胱氨酸實現絡合物的再生，繼續下一個脫硫脫硝循環。周春瓊等利用乙二胺合鈷和尿素的水溶液為吸收液同時去除NO和SO2，在特定條件下，可以達到100%的效率。

（2）氧化吸收法 氧化吸收法是把煙氣通入強氧化環境中，NO和SO2分別被氧化為NO2和SO3，然后用堿液吸收NO2和SO3達到脫除的目的。經常使用的氧化劑有次氯酸鈉、氯酸、臭氧和高錳酸鉀等等。

3 干法同時脫硫脫硝技術

干法同時脫硫脫硝技術是在整個煙氣凈化過程中使用固態（顆粒、粉末、蜂窩狀等）的吸附劑來除去其中的NO和SO2。全部的流程中沒有水的參與，避免了廢酸和污水的處理等問題。凈化后的煙氣由于溫度較高，可以直接排放，工藝簡單，能耗低。常用的技術有高能輻射化學法、固體吸附/再生法、臭氧法和光催化法。下面，我們重點對固體吸附/再生法進行介紹。

固體吸附/再生法主要有炭基材料吸附法、NOxSO法、CuO吸附法等。炭基材料吸附法又分為活性炭、活性焦和活性炭纖維三種方法。

活性炭具有較大的比表面積，發達的孔隙結構。其原料來源廣泛（煤、石油、木質材料等），在整個脫硫脫氮過程中沒有二次污染，還能夠循環再生。通過對活性炭表面基團進行改性，能夠大幅度提高對二氧化硫和氮氧化物等煙氣成分的吸附能力。用硝酸改性活性炭表面官能團，改性后的活性炭堿性官能團增加，脫硫脫氮效果明顯提高。

活性焦的強度比活性炭高，但其比表面積比活性炭小。在使用過程對其加熱再生，相當于對活性焦進行再次活化，其脫硫脫氮能力還能有所提升。

將活性炭（焦）（AC）與氧化銅結合，能夠制備出溫度適宜的催化吸收劑，克服了AC使用溫度偏低和氧化銅體系溫度偏高的缺點。劉守軍［3］等人研究了CuO/AC催化體系脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物的性能，新型催化劑在活性及其溫度范圍方面比氧化銅/氧化鋁體系更加優越。

通過結合炭纖維技術和活性炭技術發展起來了活性炭纖維技術，和傳統活性炭相比，活性炭纖維不論在物理性能還是化學性能上都有的顯著的提高。基于活性炭纖維表面納米微孔的富集作用（分子篩效應），其能夠脫除抄底濃度的二氧化硫，這是目前其他方法所不能達到的。

在眾多的煙氣脫硫脫硝技術中，炭基材料擁有極好的吸附催化性能，它是唯一能同時脫除煙氣中多種污染物成分的材料，發展這類技術，對控制我國煙氣的排放有著重大意義。

4 結語

由于鍋爐煙氣同時脫硫脫硝工藝的良好的經濟性和靈活多變的選擇性，已經成為各國控制大氣中二氧化硫和氮氧化物濃度的主要手段，目前國內外的研究還不夠系統，我們當前更應該注重這方面的科研投資，努力減小與發達國家之間技術力量的差距，這對我國的經濟建設具有深刻的意義。

（文章題目：鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術研究）

［1］岳濤，韓斌杰，左朋萊，等.我國脫硫脫硝行業發展綜述［D］.2012中國環境科學學會學術年會論文集，2012，（3）.

［2］ Li Wang，Weining Zhao，Zhongbiao Wu.Simultaneous absorption of NO and SO2by FeⅡEDTA combined with Na2SO3 solution.Chemical Engineering Journal.2007，（132）：227-232.

［3］劉守軍，等.CuO/AC脫除煙氣中SO2機理的初步研究［J］.煤炭轉化，2000，（2）：67-71.