燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究進(jìn)展

趙清剛

（中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100160）

1 關(guān)于脫硫脫硝概述分析

脫硫脫硝技術(shù)絕大多數(shù)都被應(yīng)用到氮氧化物、硫氧化物的處理中，因?yàn)榈趸锱c硫氧化物是對(duì)空氣污染的主要來(lái)源。脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展越來(lái)越完善，將在一定程度上對(duì)凈化空氣產(chǎn)生很大影響。脫硫脫硝一體化是一種系統(tǒng)性技術(shù)，能夠在同一時(shí)間處理硫、硝。近幾年，脫硫脫硝一體化技術(shù)逐漸引起了很多國(guó)家的重視與關(guān)注。煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)一般可以分為以下三類：①煙氣脫硫與煙氣脫硝共同組合技術(shù)[1]；②吸附劑脫硝脫硫；③對(duì)當(dāng)下煙氣脫硫綜合系統(tǒng)進(jìn)行改造，適當(dāng)增加脫硝功能。如果使用兩套不同裝置來(lái)進(jìn)行脫硫、脫硝，將會(huì)造成整個(gè)投資、管理與運(yùn)行費(fèi)用提升。很多現(xiàn)代工業(yè)化國(guó)家在脫硫脫硝一體化技術(shù)方面都投入了大量時(shí)間與精力，并且在諸多行業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用，帶來(lái)的作用與效果非常明顯。

2 燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 氣/固催化脫硫脫硝技術(shù)

氣/固催化脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用到的催化劑能夠?qū)Χ趸蚝偷趸锒虝r(shí)間內(nèi)進(jìn)行氧化與還原，整體脫除率非常高，常用的工藝方法主要有WSA-SNOx、SNRV 及 Parsons 對(duì)煙氣進(jìn)行清潔。氣化固化脫硫脫硝是一種創(chuàng)新型、高效用技術(shù)。把這種技術(shù)應(yīng)用到脫硫脫硝生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)硫化物清潔將會(huì)帶來(lái)很好效果，并且這種技術(shù)維護(hù)起來(lái)整個(gè)流程也比較簡(jiǎn)單，不會(huì)造成更多污染，還可以把煙氣集中在某一個(gè)集塵綜合裝置中，經(jīng)過(guò)高溫加熱再進(jìn)行整體處理。在使用這種技術(shù)之前，可以先添加一些石灰水這樣脫硫脫硝效果會(huì)更好[2]。近幾年，這種技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到很多行業(yè)中，并且發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。

2.2 高能電子氧化技術(shù)

高能電子氧化技術(shù)是一種創(chuàng)新型技術(shù)，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得催化劑的使用范圍越來(lái)越小。高科技發(fā)展將會(huì)成為主要方向，其中高能電子氧化技術(shù)起著很好的典范作用。高能電子撞擊煙氣中的氮硫分子之后在短時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生不同程度的反應(yīng)。一般可以分為兩種情況：①二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，當(dāng)煙氣中的水、氧氣等分子通過(guò)高能電子進(jìn)行不斷撞擊后會(huì)產(chǎn)生很多活性物質(zhì)，這樣就能夠把一些二氧化硫氧化成三氧化硫，通過(guò)和煙氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)后成為硫酸。②一氧化氮氧化為二氧化氮，引入水之后生成無(wú)毒的氮?dú)猓@種技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)發(fā)展主要方向。這種特殊工藝一般可以分為兩種不同類型。當(dāng)然，這兩種工藝之間還是存在一定差異性，這種差異性主要體現(xiàn)在怎樣產(chǎn)生電子。在這里主要討論第一種情況，它是充分借助電子類設(shè)備來(lái)照射處于低溫的煙氣。經(jīng)過(guò)照射之后就會(huì)產(chǎn)生高溫，在高低溫交替條件下短時(shí)間內(nèi)能夠讓煙氣分子在電離中出現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換。這種技術(shù)日本與西方歐洲國(guó)家研究已經(jīng)取得了很大發(fā)展成就，這種電子設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單化、便于操作與控制。并且不會(huì)造成太多廢棄物的產(chǎn)生，成功率也非常高。

2.3 固相再生脫硫脫硝技術(shù)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，很多行業(yè)在生產(chǎn)、發(fā)展過(guò)程中造成了許多環(huán)境問(wèn)題。因此，煙氣的凈化逐漸引起了很多國(guó)家的重視與關(guān)注，都投入了很多資金與精力來(lái)研究脫硫脫硝一體化技術(shù)。然而，這種技術(shù)真正應(yīng)用到日常生活實(shí)踐中卻非常少。其中最有效果的要屬固相脫硫脫硝技術(shù)，這種技術(shù)一般都會(huì)借助催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)來(lái)消除硫化物與氮氧化物，因此，實(shí)際操作過(guò)程中最好使用能夠持續(xù)循環(huán)使用的物品。其中活性炭與氧化銅是兩種非常活躍的反應(yīng)物，使用這種技術(shù)過(guò)程中還會(huì)帶來(lái)一些小問(wèn)題，這些問(wèn)題集中體現(xiàn)在沖擊性、耐磨性、耐壓性等方面，最終將會(huì)嚴(yán)重影響整體凈化效果，使用這種技術(shù)最好配合著其他一些高性能、持久性吸收劑，只有這樣才能夠把這種技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來(lái)。

2.4 選擇性催化脫硫脫硝工藝

選擇性脫硫脫硝工藝最大的特點(diǎn)是脫除效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、方便維護(hù)，使用這種工藝能夠在短時(shí)間內(nèi)把煙氣中的氮化物使用催化劑快速還原成氮?dú)鈁3]。同時(shí)，通過(guò)催化反應(yīng)之后將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)將二氧化硫快速轉(zhuǎn)化為沒(méi)有毒性的硫化物。選擇性催化脫硫脫硝工藝種類有很多種，盡管如此，其操作過(guò)程基本上都是相同的。首先，進(jìn)行除塵處理；其次，通過(guò)使用高溫的方式來(lái)進(jìn)行脫硝，最后再通過(guò)催化還原技術(shù)來(lái)處理煙氣，把二氧化硫在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為沒(méi)有毒性的硫化物，最終實(shí)現(xiàn)脫硫。

2.5 關(guān)于聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)分析

煤燃燒對(duì)空氣環(huán)境將會(huì)造成影響。正常情況下，一次燃燒煤所產(chǎn)生的SO2與NOx 產(chǎn)生的濃度一般比較低。近幾年，工業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大產(chǎn)生的量越來(lái)越大，如果使用兩種不同類型綜合裝置將會(huì)占用大量資源，整體操作費(fèi)用也非常高，伴隨著煙氣脫硝技術(shù)的快速發(fā)展，聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)也取得了很大發(fā)展成就，應(yīng)用聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)效果要比使用單個(gè)一體化脫硫脫硝技術(shù)效果好很多。大氣中NOx 危害影響的范圍會(huì)越來(lái)越廣。煙氣中很多污染物SO2與NOx 絕大多數(shù)都是呈現(xiàn)酸性氧化物，這些污染物自身具有非常強(qiáng)的氧化性，使用聯(lián)合開(kāi)發(fā)脫硫脫硝技術(shù)去除煙氣中SO2與NOx 對(duì)凈化空氣將會(huì)產(chǎn)生很大作用。當(dāng)下聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)主要包括以下幾種方法：NFT 法與 NOSOx 電子束法、SNOx、活性炭法與活性焦法，這些技術(shù)都能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行脫硫脫硝,幾種方法的對(duì)比如表1。

表1

總之，燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)在一定程度上對(duì)凈化空氣具有重要意義，這種技術(shù)具有無(wú)污染、成本低、操作簡(jiǎn)單、占地小等特點(diǎn)，并且能夠得到持續(xù)不斷使用，活性焦市場(chǎng)價(jià)格并不高，機(jī)械強(qiáng)度卻非常高，整體磨損加熱帶來(lái)的損耗非常小，是一種最好的選擇途徑。隨著這些技術(shù)的持續(xù)不斷成熟，其應(yīng)用的范圍會(huì)越來(lái)越廣泛。