氨法煙氣脫硫脫硝一體化工藝的研究進(jìn)展

李子祥

摘 要：本文對(duì)于我國(guó)火電廠建設(shè)之中的煙氣處理技術(shù)進(jìn)行了介紹，并且根據(jù)當(dāng)前國(guó)家發(fā)展的需求，對(duì)幾種技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程之中的一體化建設(shè)進(jìn)行了分析和研究，介紹了未來(lái)火電廠廢棄廢料一體化處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：煙氣處理；脫硫脫硝；一體化工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.038

1 一體化處理工藝的發(fā)展意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)人民的生活水平和水貨消耗都逐漸上升。人民生活要求的上升帶來(lái)了對(duì)于社會(huì)能源的大量使用。盡管我國(guó)當(dāng)前推行低碳生活方式，但是傳統(tǒng)的能源使用模式暫時(shí)無(wú)法改變。在當(dāng)前我國(guó)的能源供給之中，主要的能源模式主要是以火力發(fā)電為主，風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能發(fā)電為輔的發(fā)展模式。盡管我國(guó)的風(fēng)電事業(yè)已經(jīng)基本達(dá)到世界先進(jìn)水平，國(guó)家自然環(huán)境也有利于風(fēng)電的開發(fā)，但是風(fēng)電本身的不穩(wěn)定性卻阻礙了其大規(guī)模的使用，因此，火電廠依舊是我國(guó)當(dāng)今最為主要的能源生產(chǎn)模式。

在火力發(fā)電的過(guò)程之中，除了對(duì)于礦產(chǎn)的大量消耗之外，煤炭的燃燒也會(huì)形成有毒有害的煙氣，煙氣之中含硫含氮，在排放之后會(huì)形成酸雨和霧霾等天氣現(xiàn)象，影響我國(guó)的自然生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提高我國(guó)生態(tài)環(huán)境的清潔度，我國(guó)開始逐漸注意對(duì)火力發(fā)電之中排出物的處理工作。在當(dāng)前的火電廠的建設(shè)之中，一般都會(huì)有用于處理含硫含氮物質(zhì)的專用車間，其處理厚的物質(zhì)還可以作為化學(xué)生產(chǎn)的原料，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于環(huán)境也有很好的提升作用。但是，當(dāng)前的處理設(shè)施的建設(shè)也存在問(wèn)題，過(guò)于分散的處理設(shè)施的建設(shè)增加了火力發(fā)電廠的建設(shè)成本，過(guò)于分散的設(shè)施建造不僅浪費(fèi)了建設(shè)空間，還造成了凈化處理效率的低下，不利于未來(lái)的發(fā)展。因此，在當(dāng)前的發(fā)展之中，國(guó)家建設(shè)部門提倡進(jìn)行一體化的廢物處理設(shè)施的建設(shè)，從收集到凈化的一系列工作都可以在一個(gè)車間之中完成，提高了工作效率，減少了廢物的散逸，提高了處理效率，其發(fā)展前景相當(dāng)可觀。

2 一體化工藝之中使用的技術(shù)

2.1 濕法脫硫脫硝技術(shù)

在當(dāng)前國(guó)際上對(duì)于脫硫脫硝技術(shù)的研究之中，由于處理環(huán)境和處理技術(shù)的不同，實(shí)際的集成化工藝也有不同。根據(jù)環(huán)境一般將脫硫脫硝工藝分為濕法和干法。濕法脫硫脫硝技術(shù)又稱為濕相金屬絡(luò)合法。

濕相金屬絡(luò)合法的主要原理是在處理過(guò)程之中利用一氧化氮和金屬絡(luò)合物生成亞硝酸金屬鹽類物質(zhì)。在研究的過(guò)程之中，研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)之中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)亞鐵絡(luò)合溶液可以吸收火力發(fā)電排放的煙氣之中的一氧化氮、一氧化硫等有毒有害化學(xué)物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為所對(duì)應(yīng)的金屬鹽類。在實(shí)際的探索過(guò)程之中，研究人員對(duì)于二氧化硫和一氧化氮的吸收過(guò)程經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的吸收處理過(guò)程之中，金屬絡(luò)合物溶劑需要保持堿性環(huán)境，即在PH=8的環(huán)境之中，氮硫化合物的吸收效率最高。因此，在當(dāng)前的柘彈脫硫一體化工藝的研究之中，相當(dāng)一部分的火力發(fā)電廠使用了這種濕相金屬絡(luò)合法來(lái)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理，其效果相當(dāng)突出。

但是，濕法處理工藝仍舊存在一些缺點(diǎn)，在實(shí)際的使用過(guò)程之中，金屬絡(luò)合物溶劑在使用過(guò)之后就無(wú)法再次使用，當(dāng)前的研究對(duì)于這一點(diǎn)還沒(méi)有較好的解決辦法，因此，此方法對(duì)于金屬絡(luò)合物溶液的使用量較大。除此之外，不同金屬的絡(luò)合物溶劑在進(jìn)行脫硫脫硝處理時(shí)的副產(chǎn)物有所不同，其脫硫脫硝的效率也有不同，較難進(jìn)行穩(wěn)定的一體化處理過(guò)程。

2.2 干法脫硫脫硝技術(shù)

除了金屬絡(luò)合物溶劑濕法處理之外，在實(shí)際的凈化煙氣的過(guò)程之中，部分火電廠還使用干法來(lái)對(duì)煙氣進(jìn)行處理。干法處理主要是家昂火力發(fā)電過(guò)程之中含有一氧化氮等待處理物質(zhì)的煙氣集中在高溫容器之中，并在容器之中噴灑鈣基吸收劑、氨氣、催化還原催化劑以分別去除煙氣之中的二氧化硫和含氮?dú)怏w。干法處理工藝將三種不同操作集中在一個(gè)反應(yīng)設(shè)施之中，減少了火力發(fā)電廠凈化設(shè)施的占地面積，減少了火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)消耗。

這種處理技術(shù)的主要缺點(diǎn)是高溫容器的成本過(guò)高，在處理過(guò)程之中，為了在處理含氮物質(zhì)之前處理二氧化硫和微小顆粒，防止脫硝過(guò)程之中對(duì)于催化劑的堵塞和人員的健康威脅，一般這一步驟中會(huì)使用特質(zhì)陶瓷纖維來(lái)作為二氧化硫以及微粒的過(guò)濾袋，過(guò)濾袋的材料屬于當(dāng)前世界上的先進(jìn)材料，其經(jīng)濟(jì)消耗較高，因此在實(shí)際的使用過(guò)程之中，這種處理工藝一般在大型的火電廠之中使用，其應(yīng)用的規(guī)模較小。

2.3 氨/電子束法

除了使用濕法金屬絡(luò)合物處理和干法高溫處理之外，另一種新技術(shù)的出現(xiàn)將含硫含氮?dú)怏w的收集和處理相結(jié)合，在同一過(guò)程之中完成了兩個(gè)處理程序。這種處理方式被稱作高能電子氧化法。在這種方法的使用過(guò)程之中，首先要進(jìn)行的是高能電子的獲取，獲取工作主要是通過(guò)高壓脈沖電源的放電來(lái)獲得的，其放電過(guò)程可以對(duì)電子進(jìn)行活化，經(jīng)過(guò)活化處理的電子可以破壞煙氣中化學(xué)物質(zhì)間的化學(xué)鍵，進(jìn)而形成大量的活性自由基，參與后續(xù)的處理反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)有害物質(zhì)的凈化。

在處理反應(yīng)之中，主要的反應(yīng)原理是上一處理步驟之中產(chǎn)生的自由基來(lái)將排放氣體之中的含硫含氮物質(zhì)氧化，經(jīng)過(guò)氧化之后的高價(jià)氮硫化合物再與水發(fā)生反應(yīng)，形成硝酸以及硫酸，達(dá)到凈化煙氣之中有毒有害物質(zhì)的目的。這種煙氣處理方式在實(shí)際效果上高于吸附法的處理質(zhì)量，其主要的使用缺點(diǎn)在于氧化法在產(chǎn)生高能電子的同時(shí)需要消耗大量的能源，同時(shí)由于脈沖電源要求高壓工作環(huán)境，影響了其自身的耐久性能，因此，氧化法處理在較為小型的火電廠之中的使用較少。

3 結(jié)語(yǔ)

在火力發(fā)電過(guò)程之中對(duì)含硫含氮物質(zhì)進(jìn)行處理凈化可以提高我國(guó)的空氣質(zhì)量，并且氮硫等化學(xué)元素可以在處理之中生成新的物質(zhì)，進(jìn)而反復(fù)利用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前所使用的兩種集中化的處理技術(shù)在進(jìn)行的過(guò)程之中各有優(yōu)劣，在以后的使用和推廣之中，技術(shù)人員要取長(zhǎng)補(bǔ)短，取得更高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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