火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

李長青

摘 要：脫硫脫硝是火電廠煙氣處理中的重要內(nèi)容，對降低環(huán)境污染意義重大。在科技發(fā)展推動下，如何實現(xiàn)火電廠煙氣脫硫脫硝一體化受到越來越多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。本文對火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)相關(guān)原理進行分析，探討不同煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的優(yōu)點，為其更好的應(yīng)用到火電廠煙氣處理中提供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣；脫硫脫硝一體化；技術(shù)；探析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.138

近年來，我國環(huán)境問題嚴重，霧霾天氣時常出現(xiàn)，給人們敲響了加強環(huán)保的警鐘。為防止火電廠煙氣污染，火電廠應(yīng)做好脫硫脫硝技術(shù)技術(shù)研究，穩(wěn)步推進煙氣脫硫脫硝的一體化技術(shù)的應(yīng)用，以更好的去除煙氣中的有S、N等有害元素，降低火電廠煙氣給環(huán)境帶來的污染。

1 催化氧化脫硫脫硝一體化技術(shù)

催化氧化法脫硫脫硝一體化技術(shù)指，SO2和NO混合含塵煙氣經(jīng)強氧化劑氧化后，送入吸收塔，在有機催化劑作用下，和堿液發(fā)生中和反應(yīng)實現(xiàn)SOx與NOx同時脫出的一種技術(shù)。

1.1 脫硫反應(yīng)原理

SO溶于水后形成亞硫酸，其與有機催化劑（LCO）結(jié)合形成穩(wěn)定絡(luò)合物。在氧化空氣的氧化作用下生成硫酸，與催化劑分離后和氨水結(jié)合，生成硫酸銨，結(jié)晶干燥處理后形成副產(chǎn)物硫酸銨化肥。具體反應(yīng)方程式為：

H2SO3+LCO→LCO·H2SO3

2LCO·H2SO3+O2→2LCO+2H2SO4

H2SO4+2NH4OH→（NH4）2SO4+2H2O

1.2 脫硝反應(yīng)原理

在強化劑作用下NO生成NO2，與水發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸，與催化劑結(jié)合后生成穩(wěn)定絡(luò)合物，通入氧化空氣后生成硝酸，與催化劑分離后和氨水結(jié)合生成硝酸銨，結(jié)晶干燥處理生成硝酸銨化肥。整個過程反應(yīng)方程式為：

2NO+H2O2→N2O3+H2O

HNO2+LCO→LCO·HNO2

2LCO·HNO2+O2→2LCO+2HNO3

HNO3+NH4OH→HN4NO3+H2O

1.3 系統(tǒng)構(gòu)成及優(yōu)點

催化氧化脫硫脫硝一體化技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)較多，包括吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)、催化劑及粉塵分離系統(tǒng)、強氧化系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)等。該種技術(shù)的優(yōu)點突出，主要體現(xiàn)在：脫硫效果好，SO2的排放濃度小于50mg/Nm3；低溫脫硝效率高，超過80%；無廢水排放，可無害化處理產(chǎn)生的重金屬，不會產(chǎn)生二次污染。

2 活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)

2.1 活性炭吸附

煙氣中SO2在一級炭床中被活性炭吸附，并在催化劑作用下氧化成SO3，與煙氣中的水反應(yīng)生產(chǎn)硫酸。同時，期間約占5%總量的NOx被活性炭還原為N2，方程式為：

2NO2+2C→2CO2+N2

煙氣在未進入二級炭床時，和氨進行混合，使得煙氣中的NO和氨發(fā)生反應(yīng)：

6NO+4NH3→5N2+6H2O

2.2 活性炭解吸

在400℃溫度條件下，吸附（NH4）2SO4、NH4HSO4、H2SO4的活性炭解吸后再生，經(jīng)冷卻與處理后，還可再次利用。

2.3 硫回收

SO2與CO、CH4、H2S等強還原劑發(fā)生反應(yīng)，被還原成S元素。同時，在有催化劑條件下，SO2被氧化成SO3，溶于水形成硫酸。

研究發(fā)現(xiàn)，火電廠采用活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)效果明顯，優(yōu)點突出，主要體現(xiàn)在：在脫硫脫氮的同時，可很好的去除煙氣中的重金屬以及其他污染物；脫除產(chǎn)物的被有效利用，沒有廢水處理問題，不會給環(huán)境造成二次污染；不會給系統(tǒng)造成腐蝕且不需對煙氣進行再加熱處理。

3 電子束輻照氨法脫硫脫硝一體化技術(shù)

該技術(shù)向鍋爐排煙噴入氨氣并照射電子束，可將煙氣中的NOx、SO2去除，脫除效率高，分別為80%、90%。采用該技術(shù)可實現(xiàn)回收氮肥。

電子束輻照氨法脫硫脫硝一體化技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：一方面，在一套設(shè)備中便可完成脫硫脫硝過程，不僅反應(yīng)迅速，而且具有較高的脫除效率，尤其比較適合處理SO2、NOx濃度較高的煙氣。另一方面，該種技術(shù)應(yīng)用的處理方式為干式處理，無需排水處理裝置，不會出現(xiàn)腐蝕問題。同時，產(chǎn)生的副產(chǎn)品可直接用作化肥，不會產(chǎn)生廢棄物。但需要注意電子束運行時，為防止給人體造成損害需采取相關(guān)的措施進行防護。

4 結(jié)論

火電廠在為社會生產(chǎn)供應(yīng)電能上發(fā)揮重要作用，為確保其長遠發(fā)展，降低所排煙氣污染物意義重大，尤其實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝一體化，不僅提高脫除效率，而且降低煙氣處理投入。本文通過研究得出以下結(jié)論：

（1）催化氧化脫硫脫硝一體化技術(shù)，不僅脫硫效果好，而且低溫脫硝效率超過80%，對硫含量變化適應(yīng)能力強，因此，可通過使用高硫燃料降低運行成本。

（2）活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)主要借助活性炭顯著的吸附能力

，并且通過吸解可實現(xiàn)二次利用。

（3）電子束輻照氨法脫硫脫硝一體化技術(shù)應(yīng)用物理與化學相結(jié)合原理，同時脫出煙氣中的硫、氮。盡管其初期投資較大，但從長遠來看，經(jīng)濟價值依然可觀。

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