燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术工艺性分析

张平夏茂青韩梅

（1烟台市环保工程咨询设计院 山东烟台 2640002烟台高新技术产业开发区建设环保局 山东烟台 26467 0）

火力发电是我国电力供应的主要形式，占据总发电量的7 0%以上，同时因为火力发电而造成的硫化物和氮氧化物污染也极为严重。当前典型的处理方法是对硫化物和氮氧化物进行单独处理，但是单独处理不仅导致大量的处理设备重复设置，而且运行费用高昂。本身并不符合节能减排的要求，而且不适于大规模的工业应用，因此对燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术工艺性的分析具有鲜明的现实意义。

1 高能电子活化氧化技术

1.1 电子束氨法

电子束氨法是当前处理燃煤锅炉硫化物和氮氧化物污染的重要技术形式，在实际应用中高能电子束激发产生高能自由基，能够瞬间氧化烟气的硫化物和氮氧化物，形成相应的硫酸和硝酸，在氧化处理完成后进一步与氨结合反应就能够形成农业用硫酸铵和硝酸铵。

这种处理技术不仅具有高效脱硫脱硝的技术特点，而且能够将烟气污染物结合处理形成农业用肥，进一步降低了燃煤锅炉脱硫脱硝的整体成本，提升了燃煤锅炉环保运行的经济性。

1.2 脉冲电晕氨法

脉冲电晕氨法是电子束氨法处理技术的升级强化形式，其对燃煤锅炉烟气中硫化物和氮氧化物处理形式更加多样，处理效率有较大提升。在实际运行过程中以高压脉冲电源对处理系统的一个电极进行供电，造成单个电极的瞬时放电压力极强，在这种突发的强电场环境下烟气中的电子会获得足够的能量对烟气中的硫化物和氮氧化物等化合物进行冲击，这种冲击主要会产生两种结果，一种是将化合物冲散进而实现对化合污染物的降解，另一种是与化合污染物产生反应进而实现对其的氧化，在完成污染物的氧化和降解的过程后，再注入氨气，提供适应的反应环境，就可以将烟气处理后产生的物质制成硫酸铵、硝酸铵以及其复盐。

这种处理技术对烟气中存在氧化和降解两种硫化物和氮氧化物的处理机制，对污染物的处理效率提升了很多，通常情况下去除率能够达到8 0%以上。脉冲电晕氨法的系统结构也要较电子束氨法简单，系统的建造、运维成本都有不同程度的降低[1]。

2 再生烟气脱硫脱硝技术

2.1 活性碳加氨吸附工艺

活性炭吸附方式一致是烟气污染物处理的主要形式，也是当前应用最广泛的烟气处理技术。而活性炭加氨吸附工艺是在传统的活性炭吸附脱硫系统基础上形成的改进技术形式，具体而言是在活性炭吸附脱硫系统中加入氨，同时实现对氮氧化物的脱除。活性炭加氨吸附工艺的应用具有改造简单，适应大范围推广应用的优势。但是在实际应用中因为烟气中氮氧化物的脱除系统是后加入的系统，对氮氧化物的吸附效果较差。而且使用活性炭吸附方式必须将烟气的流速控制在一定范围内，以保证其余活性炭的充分接触。

2.2 NOXSO工艺

N OXS O是一种专门针对烟气中硫化物和氮氧化物设置的处理系统，能够实现对硫化物和氮氧化物的同时处理，其在实际应用中最大的特点是能够循环利用。具体而言在N OXS O系统的流化床吸收塔中，烟气中的硫化物和氮氧化物会被特制的吸收剂吸收，达到吸收饱和程度的吸收剂会被送入到加热系统中加热，高温作用下吸收剂中的氮氧化物会被释放并部分分解，一部分用于其他深加工用途，一部分形成氮气并回到锅炉中作为保护气体出现。

这种工艺的突出特点是对硫化物和氮氧化物的处理利用比较全面，硫化物处理后形成的单质硫浓度较高，具有商业价值，而对氮氧化物的处理方式也提升了燃煤锅炉的运行效率和质量[2]。

2.3 CuO法

C u O法又被称为硫化物和氮氧化物的铜吸收法，这种方法本身以铜为介质，对烟气中的硫化物和氮氧化物进行吸附，然后在对吸附反应产生的化合物进行分解和还原处理，得到氮气、硫化物、单质硫和金属铜等产物，在充足的反应过程支持下，这一技术关键载体C u O可以实现重复利用。在处理过程中C u O会和烟气中的硫化物反应生成C u S O4，这一过程中产生的生成物硫酸盐会成为C u O与氮氧化物反应的催化剂，进一步延长反应链，提升系统对硫化物和氮氧化物的处理效率[3]。

这种处理技术可以实现对硫化物和氮氧化物的同时处理，而且其处理过程妥善的安排了反应之间的关系，以前一反应的生成物作为后一反应的催化剂，提升了处理的效率，而且脱硫即可以实现重复循环利用。

3 催化脱硫脱硝技术

3.1 SNOX工艺

SNOX是一种符合催化处理技术，其本身集成了两种催化剂并以两种反应形式实现对两种不同污染物的同时处理，在具体的处理活动中烟气会被加热到3 7 0℃的高温，并与氨气混合反应形成氮气和水，经过这一处理环节后烟气会被疏导到下一处理系统，在这一系统中着重对烟气中的硫化物进行处理，以催化剂催化其余氧气反应形成S O3，在冷凝器的作用下形成浓度较高的硫酸液体[4]。

这一处理工艺对硫化物和氮氧化物的处理是分开单独进行的，而系统是一个合成系统，即达到了简化烟气处理系统的目的，而且针对性处理的处理效果极高。主要的缺点是系统需要对废气进行加热，能耗较大，而且在设备的构建和运维过程中成本较高。

3.2 SNRB工艺

SNRB工艺是一种基脱硫脱硝除尘于一体的综合性烟气处理技术，是在传统的布袋除尘技术基础上形成的，具体而言就是在布袋除尘器前布置钙基或者钠基吸收剂喷雾区，形成吸收剂的喷雾区对流经烟气中的硫化物进行处理。并布袋后方设置相应的氨气喷雾区，以氨气为催化剂实现对流经烟气中氮氧化物的脱除处理目的。在具体应用中钙基或者钠基吸收剂、氨气吸收剂以喷雾的形式与流动的烟气接触，二者接触反应的时间比较短，所以单位催化剂的还原比例比较低，催化剂能够实现循环利用。因为集成了脱硫脱硝和除尘三项功能，所以被业界和市场所看好，但是当前催化剂的循环利用还存在问题，大规模的工业化应用还有待时日[5]。

4 湿法同时脱硫脱硝技术

湿法脱硫工艺是当前主流的脱硫工艺，在实际应用中对硫的脱除效率能够达到90%以上，但是氮氧化物在水中的溶解度极低，在湿法环境下对氮氧化物进行处理几乎不可能。但是随着化工技术的进步，研究人员发现一些金属螯合物能够与溶解的氮氧化物快速发硬。在湿法脱硫工艺的基础上加入金属螯合物元素，能够在溶液中实现对氮氧化物的处理，同时不影响脱硫工艺的正常进行。

在处理工作完成后可以通过对生成物中硫、氮元素的去处来实现金属螯合物的还原，也可以在生成物的基础上在加工生成三价铁螯合物，这种螯合物具有一定的商业应用价值。但是总体来说因为有金属螯合物的介入，处理活动的技术门槛极大提高，而且处理的成本也所有上升，当前并不适宜市场应用[6]。

5 结语

燃煤锅炉是现代火力发电的主要动力形式，其自身的运行质量会对社会经济环境和自然环境产生广泛而深远的影响，在节能减排的大时代背景下，对燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术工艺性的分析具有鲜明的现实意义。本文从高能电子活化氧化技术、再生烟气脱硫脱硝技术、催化脱硫脱硝技术、湿法同时脱硫脱硝技术四个技术角度出发，细数了各种同时脱硫脱硝技术，并对其工艺性进行了分析，以期为燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术水平的提升提供支持和借鉴。

[1]张翔宇.活性炭烟气脱硫脱硝集成工艺研究及废液燃烧烟气脱硫方案[D].天津大学,2009.

[2]陈宝玉.燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺的技术经济评价研究[D].重庆大学,2009.

[3]赵烨.MgO/添加剂同时脱硫脱硝反应特性及机理研究[D].华北电力大学,2014.

[4]王旭伟,鄢晓忠,陈彦菲,谭旦辉.国内外电厂燃煤锅炉烟气同时脱硫脱硝技术的研究进展[J].电站系统工程,2007,04:5-7+3 9.

[5]何昆.一种燃煤锅炉烟气N O x-S O2联合脱除新工艺的研究[D].北京交通大学,2013.

[6]王潇.中小锅炉燃煤烟气脱硫脱硝一体化控制技术试验研究[D].浙江工业大学,2011.