燃煤電廠煙氣濕法同時脫硫脫硝技術研究

肖冠斌 王欽

摘 ?要：目前對于二氧化硫和氮氧化物的排放控制，國內外一般采用分別加裝濕式脫硫裝置和干法脫硝裝置的方式進行，此治理方式不但占地面積大，而且投資、管理、運行費用高，因此開展燃煤煙氣同時脫硫脫硝新技術研究十分必要。濕法脫硫技術在煙氣脫硫領域中是應用最廣泛，技術最成熟，運行最可靠和裝置最穩定的脫硫工藝，占煙氣脫硫總裝機容量近95%以上。

關鍵詞：燃煤電廠;煙氣濕法;脫硫脫硝技術

目前在SO2/NOx的同時脫除技術中主要有2種方法：①采用新方法新設備同時脫除SO2和NOx;②對現有的煙氣脫硫系統進行改造增加脫硝功能。對于目前擁有脫硫系統的火力發電廠或其他擁有燃煤鍋爐的企業來講，基于經濟上的考慮，不可能將現有脫硫設備擱置運行而重新建設同時脫硫脫硝設備。因此，對現有的煙氣脫硫系統進行改造增加脫硝功能，可能成為最優先大規模應用的同時脫硫脫硝技術。

1濕法脫硫工藝及特點

濕法脫除煙氣中的SO2的工藝很多，大部分在20世紀70年代初由美國和日本開發，多用于處理煉油廠和鍋爐的加熱爐煙氣。濕法煙氣脫硫技術的最大優點是脫硫率高達95%，運行可靠性高，操作簡單，SO2噸處理成本低。世界各國現有的煙氣脫硫技術中，濕法脫硫技術約占85%左右，我國燃煤鍋爐煙氣脫硫常用的兩種方法即石灰石-石膏法與氨法脫硫。1石灰石-石膏法，石灰石-石膏法又稱濕法鈣法。采用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，副產為石膏。石膏作為脫硫產物以固體形式排出，經過脫硫產物處理后可循環利用。根據脫硫產物是否回收，可分為拋棄法、回收法和雙循環濕式法，該技術又可稱以廢制廢技術。2氨法脫硫，氨法煙氣脫硫，簡稱氨法，是以氨基物質作吸收劑脫除煙氣中的SO2并回收副產物（如硫酸銨等）的濕式煙氣脫硫工藝，一般采用廢氨水或液氨作為吸收劑，氨法煙氣脫硫技術是世界上商業化應用的脫硫方法之一。該工藝既可高效脫硫又可以部分脫除煙氣中的氮氧化物，副產物為硫酸銨可作為化肥，從而實現資源回收利用，是控制酸雨和二氧化硫污染最為有效和環保的濕法煙氣脫硫技術。

2工藝分析對比及探討

以上兩種方法都為成熟的燃煤鍋爐煙氣脫硫技術，國內外已投入商業運行，在脫硫市場上占有較大份額，是任何煤種均可采用的脫硫方式，脫硫率高達95%以上。對于鈣法脫硫，單塔處理量大，對于高硫煤及大機組具有實用價值。采用石灰石或石灰作為吸收劑，成本低廉、易得，產物石膏可作為建筑材料。但該工藝需要消耗大量的水，且易造成結垢堵塞。如果使用CaCl2、Mg2+、NH3等做添加劑可以防止結垢，但成本會增加。如果石膏銷路不好，會造成固體排放物的堆積問題，從而產生二次污染。對于氨法脫硫，適用較大機組，可以利用合成氨車間的廢氨水做吸收劑，產物為硫酸銨，可直接作為肥料用于鹽堿地，也有用于味精廠做精核物質的報道。氨法脫硫存在一個硫酸銨結晶分離的問題，結晶晶粒過小很難實現正常氣固分離，影響正常生產。關于結晶粒徑影響因素也有相關報道，研究表明主要受煙道中氧含量、酚含量及pH大小等的影響較為明顯。通過對兩種技術方法的論述及分析，針對具體項目而言，關于技術選擇還應根據現場的實際條件、吸收劑的資源、副產品的處理以及綜合利用等所有情況綜合考慮，確定最佳脫硫方案。

3實驗分析

在自制鼓泡反應器中同時脫硫脫硝的影響情況。本實驗模擬煙氣流量為395.64m3/h，反應溫度為25℃，進氣管采樣口處測得的NOx質量濃度為516mg/m3，SO2質量濃度為2670mg/m3。隨著pH的不斷增高，SO2的脫除效率持續增加，并在pH值從4～5時脫除效率有一個明顯的提高。這主要是因為NaClO2在pH值3～4時，會生成大量黃綠色的ClO2氣體，該氣體具有很強的氧化性，能夠迅速把SO2氧化成SO3，SO3在水中的溶解度更高，因而加速了吸收。同時可以看出，NO的脫除效率隨初始pH值的增大而降低，并在pH為3～4時達到最大值。這是因為NO在NaClO2的吸收過程中主要是依靠ClO2的氧化作用。而ClO2主要是當溶液pH值在3～4時產生的。由上分析可知，當模擬煙氣成分主要為SO2并對脫硝效率要求不高時，應適當提高溶液的pH值。當pH值為10時，脫硫效率可達到85%以上，脫硝效率在40%以上;若想獲得較好的同時脫硫脫硝效果，吸收液的pH值應控制在5左右，此時脫硫效率可達到80.5%，脫硝效率可達到62.3%

4一體化技術應用和發展

通過上述研究對比發現，各項工藝之間存在很大差異，而且使用技術也有所不同。雖然CuO吸附法脫硫脫硝技術相對比較成熟，但由于很多工業都是傳統工業，在使用中對溫度和穩定等有很高的條件，使得該技術的應用受到很大制約。但就長期發展來看，由于燃煤電廠對這些技術的使用中造成一些負面影響，所以還需對這項技術進行改進，讓其一體化的發展更加符合燃煤電廠的需求和社會發展的需求。

通過催化氧化、催化還原不僅可以實現資源的有效利用，而且能量削耗低，綠色環保無污染，是燃煤煙氣脫硫技術發展的大趨勢。面對工業發展與環境保護矛盾的日益突出，如何更有效地治理、降低污染是很多學者共同面臨的研究課題。在燃煤鍋爐煙氣脫硫技術領域，除上述較為成熟的工藝外，仍有許多前沿工藝處于研究探索過程。

結論

隨著國民對環保要求的提高以及國家環保力度的加強，燃煤電廠將向綠色生產和資源綜合利用的方向不斷前進。燃煤鍋爐生產中排放的含硫煙氣作為一種資源可以加以利用，所以實現含硫煙氣綜合利用技術是未來煙氣脫硫技術發展進步的一個方向。目前各種脫硫工藝利弊并存，但有理由相信隨著科技進步，現有工藝必將更完善，同時也將探索出更多更好的新式脫硫工藝。

參考文獻

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[2] ?高耀.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術探討[J].能源與節能，2018（05）：85-86.