氨法烟气脱硫脱硝一体化工艺的研究进展

李子祥

摘 要：本文对于我国火电厂建设之中的烟气处理技术进行了介绍，并且根据当前国家发展的需求，对几种技术在生产过程之中的一体化建设进行了分析和研究，介绍了未来火电厂废弃废料一体化处理技术的发展现状和发展前景。

关键词：烟气处理；脱硫脱硝；一体化工艺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.038

1 一體化处理工艺的发展意义

随着我国经济的不断发展，我国人民的生活水平和水货消耗都逐渐上升。人民生活要求的上升带来了对于社会能源的大量使用。尽管我国当前推行低碳生活方式，但是传统的能源使用模式暂时无法改变。在当前我国的能源供给之中，主要的能源模式主要是以火力发电为主，风电、水电、太阳能发电为辅的发展模式。尽管我国的风电事业已经基本达到世界先进水平，国家自然环境也有利于风电的开发，但是风电本身的不稳定性却阻碍了其大规模的使用，因此，火电厂依旧是我国当今最为主要的能源生产模式。

在火力发电的过程之中，除了对于矿产的大量消耗之外，煤炭的燃烧也会形成有毒有害的烟气，烟气之中含硫含氮，在排放之后会形成酸雨和雾霾等天气现象，影响我国的自然生态环境和大气环境。为了实现可持续发展，提高我国生态环境的清洁度，我国开始逐渐注意对火力发电之中排出物的处理工作。在当前的火电厂的建设之中，一般都会有用于处理含硫含氮物质的专用车间，其处理厚的物质还可以作为化学生产的原料，产生经济效益，对于环境也有很好的提升作用。但是，当前的处理设施的建设也存在问题，过于分散的处理设施的建设增加了火力发电厂的建设成本，过于分散的设施建造不仅浪费了建设空间，还造成了净化处理效率的低下，不利于未来的发展。因此，在当前的发展之中，国家建设部门提倡进行一体化的废物处理设施的建设，从收集到净化的一系列工作都可以在一个车间之中完成，提高了工作效率，减少了废物的散逸，提高了处理效率，其发展前景相当可观。

2 一体化工艺之中使用的技术

2.1 湿法脱硫脱硝技术

在当前国际上对于脱硫脱硝技术的研究之中，由于处理环境和处理技术的不同，实际的集成化工艺也有不同。根据环境一般将脱硫脱硝工艺分为湿法和干法。湿法脱硫脱硝技术又称为湿相金属络合法。

湿相金属络合法的主要原理是在处理过程之中利用一氧化氮和金属络合物生成亚硝酸金属盐类物质。在研究的过程之中，研究人员根据实验之中的现象发现亚铁络合溶液可以吸收火力发电排放的烟气之中的一氧化氮、一氧化硫等有毒有害化学物质，并将其转化为所对应的金属盐类。在实际的探索过程之中，研究人员对于二氧化硫和一氧化氮的吸收过程经过研究发现，在实际的吸收处理过程之中，金属络合物溶剂需要保持碱性环境，即在PH=8的环境之中，氮硫化合物的吸收效率最高。因此，在当前的柘弹脱硫一体化工艺的研究之中，相当一部分的火力发电厂使用了这种湿相金属络合法来对烟气进行脱硫脱硝处理，其效果相当突出。

但是，湿法处理工艺仍旧存在一些缺点，在实际的使用过程之中，金属络合物溶剂在使用过之后就无法再次使用，当前的研究对于这一点还没有较好的解决办法，因此，此方法对于金属络合物溶液的使用量较大。除此之外，不同金属的络合物溶剂在进行脱硫脱硝处理时的副产物有所不同，其脱硫脱硝的效率也有不同，较难进行稳定的一体化处理过程。

2.2 干法脱硫脱硝技术

除了金属络合物溶剂湿法处理之外，在实际的净化烟气的过程之中，部分火电厂还使用干法来对烟气进行处理。干法处理主要是家昂火力发电过程之中含有一氧化氮等待处理物质的烟气集中在高温容器之中，并在容器之中喷洒钙基吸收剂、氨气、催化还原催化剂以分别去除烟气之中的二氧化硫和含氮气体。干法处理工艺将三种不同操作集中在一个反应设施之中，减少了火力发电厂净化设施的占地面积，减少了火力发电厂的经济消耗。

这种处理技术的主要缺点是高温容器的成本过高，在处理过程之中，为了在处理含氮物质之前处理二氧化硫和微小颗粒，防止脱硝过程之中对于催化剂的堵塞和人员的健康威胁，一般这一步骤中会使用特质陶瓷纤维来作为二氧化硫以及微粒的过滤袋，过滤袋的材料属于当前世界上的先进材料，其经济消耗较高，因此在实际的使用过程之中，这种处理工艺一般在大型的火电厂之中使用，其应用的规模较小。

2.3 氨/电子束法

除了使用湿法金属络合物处理和干法高温处理之外，另一种新技术的出现将含硫含氮气体的收集和处理相结合，在同一过程之中完成了两个处理程序。这种处理方式被称作高能电子氧化法。在这种方法的使用过程之中，首先要进行的是高能电子的获取，获取工作主要是通过高压脉冲电源的放电来获得的，其放电过程可以对电子进行活化，经过活化处理的电子可以破坏烟气中化学物质间的化学键，进而形成大量的活性自由基，参与后续的处理反应，实现对有害物质的净化。

在处理反应之中，主要的反应原理是上一处理步骤之中产生的自由基来将排放气体之中的含硫含氮物质氧化，经过氧化之后的高价氮硫化合物再与水发生反应，形成硝酸以及硫酸，达到净化烟气之中有毒有害物质的目的。这种烟气处理方式在实际效果上高于吸附法的处理质量，其主要的使用缺点在于氧化法在产生高能电子的同时需要消耗大量的能源，同时由于脉冲电源要求高压工作环境，影响了其自身的耐久性能，因此，氧化法处理在较为小型的火电厂之中的使用较少。

3 结语

在火力发电过程之中对含硫含氮物质进行处理净化可以提高我国的空气质量，并且氮硫等化学元素可以在处理之中生成新的物质，进而反复利用，创造经济效益。当前所使用的两种集中化的处理技术在进行的过程之中各有优劣，在以后的使用和推广之中，技术人员要取长补短，取得更高的经济效益和环境效益。

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