探究煙氣脫硫技術及脫硫脫硝除塵與環保策略

李峰 薛海 尹向輝

摘 要：本文圍繞煙氣脫硫和脫硫脫硝除塵環保的議題進行了相關論述，分別論述了煙氣脫硫的主要技術，脫硫脫硝除塵一體化技術，并對濕法脫硫和脫硝技術工藝進行了分析，供相關人士參考。

關鍵詞：脫硫脫硝 煙氣脫硫 除塵 環保

1 引言

燃煤企業在生產過程中會產生一系列對環境有害的物質或氣體，不僅對民眾的生命健康造成不利影響，同時也給生態環境帶來了很大的負擔。為了有效遏制這種狀況，生產企業開始從工藝各環節入手，不斷優化除塵、除硫等技術措施，使煙塵和有害氣體的排放得到較大程度的改善。

2 煙氣脫硫技術

目前的煙氣脫硫技術主要有兩大類，分別為干法煙氣脫硫、濕法煙氣脫硫。

濕法煙氣脫硫技術的脫硫劑主要由石灰石、鈉堿、氧化鎂等等，對煙氣的吸收效率較高，脫硫反應速度快，因此應用較為普遍。但是濕法煙氣脫硫技術通常存在設備腐蝕嚴重，維護費用高以及二次污染等問題，因此對脫硫工藝設備的材質要求較高，需要做好設備的防腐保護工作。在濕法煙氣脫硫技術中還包含一些細分的脫硫技術，如海水法、氫氧化鈉法、氨法以及美國的Wellman-Lord脫硫法等。其中海水法是利用海水中的一些物質與煙氣中的SO2發生反應，生成的硫酸鹽在分解后成為無污染的物質，可以流回大海。因此這種煙氣脫硫技術在一些近海域地區比較適宜。另外在海水的供給量和排水工程建設及改造方面需要一定的費用。

干法煙氣脫硫技術主要是將吸收劑投放入SO2發生器當中，充分反應后實現脫硫的目的。該技術工藝相對簡單，但是脫硫的效果較差，廢渣的利用率較低。近年來各種提高干法脫硫效率的技術也不斷涌現，比如電子束照射技術、脈沖電暈等離子體技術等等。電子束照射技術是在煙氣進入反應器之前先加入NH3，然后利用電子加速器來產生電子束，在煙氣被電子束照射之后，煙氣中的水蒸氣和O2能夠被瞬間激發產生大量的自由基，這些自由基有較強的氧化能力，因此可以和煙氣當中的SO2發生反應，生成硫酸。反應器中的NH3和硫酸生成硫酸銨，實現脫硫的目的。該技術可以大大提高干法煙氣脫硫的效率，同時傳送帶副產物可以進行再次利用，比如被用于化肥的原料、工業生產原料等等。但該技術對電子發射裝置的要求較高，同時需要對電子輻射進行屏蔽。脈沖電暈等離子體技術是電子束照射技術的升級版，主要利用脈沖高壓電源在反應器匯總形成等離子體，繼而產生高能量電子，代替電子加速裝置，在很大程度上避免了電子加速裝置的設備使用問題。

3 煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術

煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術是利用煙水混合器在二次噴射原理的作用下把煙氣吸入水中，在煙氣和水進行充分混合后，煙氣中的可溶性氣體、飛灰以及其他顆粒物質會溶解在水中或被水吸濕而沉淀到底部，進而實現清除煙氣中SO2、氮氧化物以及粉塵的目的。

該工藝技術中設備的結構簡單，數量少，主要由煙水混合器、均勻溶解器、水泵、水池等組成。其中煙水混合器由噴水管和拉伐爾噴管構成二級噴射結構，使煙氣能夠被吸入水中。均勻溶解器的目的是洗滌煙氣和煙塵，熔接器中為弱堿水，當煙氣與均勻溶解器混合的過程中，煙氣會溶解于弱堿水中，煙氣中的灰塵顆粒會被水浸濕而促進顆粒的沉降，煙氣中的有害氣體會和堿發生化學反應生產鹽類物質，從煙氣中得以分離進入到水中。水泵為水循環提供動力。水池由上水池、沉淀池以及下水池組成，用于分離沉淀物質。

考慮到設備的腐蝕問題，可采取如下的防腐措施：一方面在配置溶液環節，要嚴格控制溶液的堿性，避免溶液中含有酸性物質。稀堿溶液要連續均勻，在進入到上水池循環液中時應控制混合液的pH在8～9范圍內，這樣才能保證堿溶液和煙氣中的SO2等酸性物質發生反應。沉淀池中的溶液pH在7～8范圍內，這樣的溶液環境對設備材質的腐蝕性較小。另一方面應盡量選擇具有高耐酸性和高耐堿性的設備材料，比如陶瓷類材料、不銹鋼材料、特殊玻璃材料等。另外，要安裝相應的監測監控設備，對溶液的pH進行實時自動監測。

為了提高該工藝技術的處理效率，同時進一步實現資源的高效利用，可將沉淀池設計成圓形漏洞狀的沉淀池，結合沉淀物收集裝置使高濃度的沉淀漿液能夠被高效率的收集進漏斗中，通過泥漿泵抽出，使循環處理效率大大提高。泥漿被抽出后，上層澄清的廢水可以進行循環再次利用，下層的沉淀物可以作為建筑行業的生產原材料或者作為農業肥料的原料，實現了資源的高效利用。

該技術的適應性良好，可以和多種工藝流程相結合，如與廢物丟棄法、回收石膏法、回收化肥法等結合使用，均能起到較好的處理效果。此外，投資成本低，處理效果好，除塵效率能達到近100%，脫硫效率超過98%，脫硝效率90%以上，性價比高，因此是一種較為理想的煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術。

4 濕法脫硫和脫硝技術工藝分析

強氧化技術：在煙氣有害物質凈化過程中，先將氯酸等氧化劑與煙氣中的有害物質如硫氧化物發生化學反應，在氧化吸收塔內對煙氣中的有害物質氧化之后，進入到堿式吸收塔內，使其中的酸性氣體或物質與苛性鈉和硫化鈉試劑發生中和反應，進而去除煙氣中的有害物質，使凈化后的煙氣滿足排放目標。這一技術對溫度條件的要求不苛刻，而且對煙氣的入口濃度要求范圍較寬，除了能夠實現脫硫脫硝之外，還能去除部分煙氣中的重金屬雜質，煙氣的凈化效果較為理想，但不足之處在于這一技術對煙氣中的硫化物的去除率不高。

濕式絡合吸收工藝：煙氣中的氮氧化物在常溫條件的水中溶解度較小，因此回收較為困難，濕式絡合吸收工藝較好地使這一難題得到解決。該工藝技術一般采用Co或Fe作為催化劑，在溶液中加入特定的絡合劑后，可以使煙氣中的氮氧化物形成金屬的絡合物，之后再與溶液中的硫酸鹽形成氮硫化合物，這一過程絡合劑得到再生，使反應得以持續。該工藝技術中金屬絡合物的損失和再生問題是技術的關鍵問題，如何提高金屬絡合物的利用率，提高再生效率使降低運行成本的關鍵所在。

5 結語

隨著工業的發展，由煤炭燃燒造成的安全排放問題急需得到解決。從燃煤企業的生產工藝出發，不斷優化煙氣脫硫脫硝除塵技術，是實現企業綠色生產，安全排放的關鍵環節，需要技術部門及人員急需深入研究，以提高煙氣綜合治理的水平，早日實現生產和生態的可持續發展目標。

參考文獻：

[1] 煙氣脫硫技術及脫硫脫硝除塵一體化技術研究，周旦霞，《資源節約與環保》，2015（6）

[2] 燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究進展，康新園，《中國煤化工業大會》，2015（3）