烟气脱硫脱硝一体化技术研究探讨

张赜

摘 要：随着我国经济的飞速发展，对能源的需求也日益增加。尤其是煤炭的大量耗用，虽然满足了经济发展需求，但同时对大气环境造成了严重污染。目前由于燃煤产生的硫氧化物及氮氧化物已严重危害人们的健康生活，并且二氧化硫的过度排放形成的酸雨已令国家经济造成重大损失。因此脱硫脱硝技术的研究及应用已势在必行。该文通过对一体化脱硫脱硝技术的简介，详细探讨了目前重点研究中的联合脱硫脱硝一体化技术和同时脱硫脱硝一体化技术的几种方法，分析了各种方法的优点及存在的难点和缺陷，对该技术的未来发展起到总结引导的作用。

关键词：脱硫脱硝一体化 联合脱硫脱硝 同时脱硫脱硝

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0090-01

随着我国经济的飞速发展，对能源的需求也日益增加。尤其是煤炭的大量耗用，虽然满足了经济发展需求，但同时对大气环境造成了严重污染。目前由于燃煤产生的硫氧化物及氮氧化物已严重危害人们的健康生活，并且二氧化硫的过度排放形成的酸雨已令国家经济造成重大损失。因此脱硫脱硝技术的研究及应用已势在必行。

目前存在的脱硫脱硝技术主要有两类，一类是传统的脱硫脱硝技术，主要采用分步脱除法，即单独进行脱硫或单独进行脱硝，或者将脱硫脱硝的设备装置进行简单的组合串联。这种方法脱除时间长、效率低，且装置系统繁杂，维护成本高，在实际应用中无法推广应用。目前此种方法已无法适应实际需求，正逐步退出此领域。另一类方法是本文要重点探讨的一体化脱硫脱硝方法，即在同一个装置中同时达到脱硫脱硝的目的。此技术减少了反应装置的占用面积，同时缩短了脱硫脱硝的时间，提高了应用效率。

1 一体化脱硫脱硝技术简要

目前许多国家都在进行一体化脱硫脱硝技术的研究，但大多处在研究阶段，以技术成熟进行大规模推广的还比较少。众多的脱除技术大致可分为两类：联合脱硫脱硝及同时脱硫脱硝技术。两者的共同点是脱除过程都在同一个装置中完成，不同点为联合脱除技术将分两步完成脱硫和脱硝过程，而同时脱除技术将在同一个过程中一次性完成脱硫和脱硝。

2 联合脱硫脱硝技术

2.1 活性炭和活性焦吸附法

该吸附法主要是指利用活性炭和活性焦的微孔结构对烟气进行吸附，整个过程需加入氨进行催化还原。二者的使用原理相同，活性焦因比活性炭吸附能力更好，因此脱硫脱硝性能更强。烟气在进入装置时，首先SO2会被预置的活性炭或活性焦吸附，在催化作用下可生成硫酸。烟气通过预置吸附层后，向装置内喷入氨，氨可与氮氧化物反应生成水和氮气。该技术可达到97%的除硫率和80%以上的除硝率。在该技术中如何控制温度、水等对活性炭及活性焦的脱除能力的影响，将是今后研究的重点。

2.2 CuO吸附法

CuO吸附法也是目前重点研究的一种联合脱硫脱硝技术。该技术是将净化后的烟气与适量氨气混合，通过CuO吸收层后，CuO与硫氧化物生成CuSO4，而CuO与CuSO4会进一步催化氨气对氮氧化物的吸收。吸收饱和后的吸附剂可以再生循环利用，减少资源浪费。此技术可达到90%以上的脱硫率和75%以上的脱硝率，且整个过程不产生废弃废渣等污染物。该技术的缺点是吸附剂表面容易因为氧化铝的硫酸盐化而降低对硫氧化物的吸收，不能长期循环利用，限制了广泛推广应用。

2.3 电子束照射法

电子束照射法是近年来研究较多的方法之一，并已取得了良好的效果。此方法脱硫脱硝过程简单，先将烟气净化冷却后注入反应装置，在装置中经过电子束的辐照生成大量OH、OH2、O等活性基。这些活性基将和烟气中的硫氧化物和氮氧化物反应生成硫酸和硝酸。同时向装置内注入适量的氨，最后反应生成硫酸铵和硝酸铵。该技术可达到95%的脱硫率和80%以上的脱硝率，且产生的硫酸铵和硝酸铵还可作为化肥利用，不产生其他污染物。但该技术所利用的电子束装置需要大量的资金投入和高昂的维护费用。

2.4 脉冲电晕法

脉冲电晕法与电子束照射法基本原理相同，只是获得活性基的方法不同。脉冲电晕法是利用高压电源形成等离子体产生高能电子，而电子束照射法是利用加速器获得高能电子。脉冲电晕法只加速产生自由基的离子，其他离子不加速，因此脉冲电晕法比电子束照射法更节约成本，且不影响电站锅炉的安全运行。但此方法同样存在着脉冲性能不稳定、耗能高等问题，仍需要进一步研究才能推广应用。如何克服以上技术难点，此技术将最适用于现代工业发展的需要。

3 同时脱硫脱硝技术

3.1 干式吸附再生法

目前干式吸附再生法主要采用NOXSO技术。该技术以担载在γ-Al2O3圆球上的钠盐为吸附剂，达到脱硫脱硝的目的。首先将净化后的烟气注入吸收装置，吸附剂会在此将硫氧化物和氮氧化物脱除，净化后的烟气会通过出气管道排出，而吸附饱和后的吸附剂会进行再生重复利用。再生过程中，在600℃的温度下饱和的吸附剂可释放出氮氧化物，氮氧化物浓度达到稳定状态时，可形成化学平衡，从而进行吸收利用。

3.2 亚铁螯合剂法

亚铁螯合剂法属于湿法脱硫脱硝技术，该技术是在溶液中加入亚铁离子生成氨基羟酸亚铁螯合物。再利用此亚铁螯合物吸收氮氧化合物生成亚硝酰亚铁螯合物。最终再与硫氧化合物反应生成硫酸盐和连二硫酸盐等。该技术目前还在试验阶段，由于螯合物再生困难目前还无法推广应用。

3.3 氯酸氧化吸收法

氯酸氧化吸收法設置两个阶段。首先在氧化吸收塔内先用氯酸氧化SO2和氮氧化物，然后再利用碱性溶液吸收剩余的酸性气体。该方法可达到95%以上的脱硫效果，不仅如此该技术对有毒重金属也有较好的去除作用，例如Hg、Cr、Be、Pb等都有能有效去除。但该技术同时会造成设备腐蚀，生成物无法再利用等问题，目前还待进一步研究。

3.4 光催化脱硫脱硝技术

光催化脱硫脱硝技术是近年来研究的新型一体化脱硫脱硝技术。该技术耗能低、无污染、开发前景良好。它主要是利用TiO2的光催化作用，产生电子和空穴对，与烟气作用产生大量的活性基团。这些活性基团催化氧化氮氧化物和硫氧化物达到脱硫脱硝的目的。目前该技术的难点是如何大面积安全利用紫外线光源作业，对这一难点的攻克未来将成为脱硫脱硝技术的一个研究方向。

4 结语

从目前来看，传统的脱硫脱硝技术由于效率低下、耗能耗资巨大显然已不符合发展需求，而新型的一体化脱硫脱硝技术还存在各种各样的难点和缺陷，是今后要研究的重点方向。无论如何对于污染烟气的治理势在必行。

参考文献

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