鍋爐煙氣脫硫脫硝綜合治理技術分析

高惠雅 鄭航麟

（河鋼唐鋼能源環保部 河北唐山 063000）

引言

隨著國家治理污染的力度不斷加大，企業在環保方面都面臨著空前的壓力。由于工業鍋爐生產過程中產生的SO2和NOx是酸雨的前體物，NOx還是光化學煙霧的前體物，對環境造成嚴重影響。因此，采取脫硫脫硝綜合治理措施對減少污染物排放，保護環境有重要意義。下面介紹幾種脫硫脫硝綜合治理技術。

1 脫硫脫硝一體化技術

1.1 無氨干法脫硫脫硝一體化技術

該技術利用了吸收劑與催化劑混合物顆粒對鍋爐煙氣進行脫硫脫硝治理，脫硫機理是使煙氣中的SO2在氧化催化劑的作用下被Ca（OH）2吸收生成CaSO4，脫硫效率可達90%以上；脫硝機理是利用煙氣中CO在還原催化劑的作用下將NO還原成N2，脫硝效率可達75%以上。當鍋爐煙氣中CO含量較低時，也可采用氧化吸收法，在顆粒中加入另一種脫硝氧化劑，將NO氧化成為NO2等高價氮氧化物后被Ca（OH）2吸收脫除，脫硝效率達80%以上。

優點：該工藝操作簡單；整個脫硫脫硝過程都發生于固體顆粒的孔隙結構內，且其固定床的工藝設計減少了顆粒間碰撞磨損，無需除塵設施就可以保證顆粒物的達標排放。

缺點：該方法無法靈活進行控制脫硝過程，NOx小于50mg/m3時也會進行脫除，對運行成本有一定影響；系統的阻力較大；吸收劑來源單一。

1.2 脈沖電暈等離子體煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術

該技術利用其高頻脈沖電廠使H2O和O2變成等離子態，形成氧自由基和羥基自由基，SO2、NOx、Hg被氧自由基與羥基自由基氧化應生成SO3、NO2、或相應的酸后被Ca(OH)2溶液吸收達到煙氣凈化目的。而煙氣中的粉塵以及水蒸氣在脈沖放電的作用下，凝并成大的顆粒，易被沖洗去除。脫硫效率達90%，脫硝效率為55%左右。

優點：脫硫脫硝較為簡單；也無需后續的顆粒物處理設施；系統阻力較小。

缺點：該方法產生的含酸廢水需進一步處理；整個系統都需要進行防腐處理；煙氣中NOx的含量越高脫硝效率越低，適用于NOx濃度較低的煙氣。

2 脫硫脫硝聯合技術

2.1 SNCR脫硝技術與SDS鈉基干法脫硫技術結合

SNCR是燃煤鍋爐脫硝中使用較為廣泛的技術，該技術在無催化的條件下，只需在高溫區加入還原劑（一般使用氨或尿素作為還原劑），噴入爐膛內后的NH3與煙氣中的NOx反應生成N2和H2O。該技術中的還原劑只和煙氣中的NOx反應，一般不與氧反應。脫硝效率一般為40%-50%之間。

SDS鈉基干法脫硫是指碳酸氫鈉作為煙氣脫硫的吸附劑。它通過化學吸附去除煙氣中的酸性污染物，同時，它還可通過物理吸附去除一些無機和有機微量物質。此工藝將碳酸氫鈉細粉直接噴入大于140℃高溫煙氣。在高溫下碳酸氫鈉分解生成Na2CO3、H2O和CO2。Na2CO3在生成的瞬間具有較高的反應活性，可自發的與煙氣中的酸性污染物反應，對SO2、SO3、HCl、HF等進行脫除，并生成相應的鹽被布袋除塵器補集。脫硫效率為90%左右。

優點：脫硫脫硝較為簡單、成熟；可用尿素作為還原劑制備原料；該工藝的投資較低。

缺點：SNCR的脫硝方式脫硝效率較低，氮氧化物大于100mg/m3時無法達標排放；易發生NH3逃逸；SDS脫硫工藝需要顆粒物的處理設施。

2.2 中高溫SCR脫硝與半干法脫硫結合技術、中高溫SCR脫硝與石灰石-石膏濕法脫硫結合技術

中高溫SCR是技術當今世界上廣泛使用的成熟的脫硝技術，該技術采用釩-鈦催化劑在高溫下完成催化反應，利用氨氣或含氨氣的物質來還原處理煙氣中的氮氧化物氨。反應產生無害的氮氣和水，同時，二嗯英經過催化劑會裂解成CO2水及HCl。脫硝效率可達85%以上。

半干法脫硫：可以用于不同規模，使用濃度較稠石灰漿，在特殊裝置噴入下與熱煙氣接觸反應除掉煙氣中的二氧化硫。

石灰石-石膏濕法脫硫法，主要是以石灰石漿或石灰漿類處理煙氣，使煙氣中二氧化硫轉化，得到亞硫酸鈣，后者通入空氣強制氧化成為硫酸鈣，并過濾除去。

優點：中高溫SCR脫硝效率可達85%以上，兩種技術脫硫效率都可達98%以上。

缺點：半干法脫硫、石灰石-石膏濕法脫硫法兩種脫硫技術投資較高且脫硫后需要增加顆粒物治理設施，對于低顆粒物含量的燃氣鍋爐煙氣來說增加了大量的投資與運行成本。

結語

目前國內外鍋爐煙氣脫硫脫硝采用的技術各有不同，在治理技術的選擇上不僅取決于鍋爐煙氣自身特點，更取決于設備投入、運行成本及副產物的處理方式，每一種脫硫脫硝技術都或多或少地存在著它的明顯的缺陷和不足，綜合分析上述幾種脫硫脫硝技術的脫硫脫硝效果和二次污染的對比，無氨干法脫硫脫硝一體化技術可作為鍋爐煙氣綜合治理的首選。