探究烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘与环保策略

李峰 薛海 尹向辉

摘 要：本文围绕烟气脱硫和脱硫脱硝除尘环保的议题进行了相关论述，分别论述了烟气脱硫的主要技术，脱硫脱硝除尘一体化技术，并对湿法脱硫和脱硝技术工艺进行了分析，供相关人士参考。

关键词：脱硫脱硝 烟气脱硫 除尘 环保

1 引言

燃煤企业在生产过程中会产生一系列对环境有害的物质或气体，不仅对民众的生命健康造成不利影响，同时也给生态环境带来了很大的负担。为了有效遏制这种状况，生产企业开始从工艺各环节入手，不断优化除尘、除硫等技术措施，使烟尘和有害气体的排放得到较大程度的改善。

2 烟气脱硫技术

目前的烟气脱硫技术主要有两大类，分别为干法烟气脱硫、湿法烟气脱硫。

湿法烟气脱硫技术的脱硫剂主要由石灰石、钠碱、氧化镁等等，对烟气的吸收效率较高，脱硫反应速度快，因此应用较为普遍。但是湿法烟气脱硫技术通常存在设备腐蚀严重，维护费用高以及二次污染等问题，因此对脱硫工艺设备的材质要求较高，需要做好设备的防腐保护工作。在湿法烟气脱硫技术中还包含一些细分的脱硫技术，如海水法、氢氧化钠法、氨法以及美国的Wellman-Lord脱硫法等。其中海水法是利用海水中的一些物质与烟气中的SO2发生反应，生成的硫酸盐在分解后成为无污染的物质，可以流回大海。因此这种烟气脱硫技术在一些近海域地区比较适宜。另外在海水的供给量和排水工程建设及改造方面需要一定的费用。

干法烟气脱硫技术主要是将吸收剂投放入SO2发生器当中，充分反应后实现脱硫的目的。该技术工艺相对简单，但是脱硫的效果较差，废渣的利用率较低。近年来各种提高干法脱硫效率的技术也不断涌现，比如电子束照射技术、脉冲电晕等离子体技术等等。电子束照射技术是在烟气进入反应器之前先加入NH3，然后利用电子加速器来产生电子束，在烟气被电子束照射之后，烟气中的水蒸气和O2能够被瞬间激发产生大量的自由基，这些自由基有较强的氧化能力，因此可以和烟气当中的SO2发生反应，生成硫酸。反应器中的NH3和硫酸生成硫酸铵，实现脱硫的目的。该技术可以大大提高干法烟气脱硫的效率，同时传送带副产物可以进行再次利用，比如被用于化肥的原料、工业生产原料等等。但该技术对电子发射装置的要求较高，同时需要对电子辐射进行屏蔽。脉冲电晕等离子体技术是电子束照射技术的升级版，主要利用脉冲高压电源在反应器汇总形成等离子体，继而产生高能量电子，代替电子加速装置，在很大程度上避免了电子加速装置的设备使用问题。

3 烟气脱硫脱硝除尘一体化技术

烟气脱硫脱硝除尘一体化技术是利用烟水混合器在二次喷射原理的作用下把烟气吸入水中，在烟气和水进行充分混合后，烟气中的可溶性气体、飞灰以及其他顆粒物质会溶解在水中或被水吸湿而沉淀到底部，进而实现清除烟气中SO2、氮氧化物以及粉尘的目的。

该工艺技术中设备的结构简单，数量少，主要由烟水混合器、均匀溶解器、水泵、水池等组成。其中烟水混合器由喷水管和拉伐尔喷管构成二级喷射结构，使烟气能够被吸入水中。均匀溶解器的目的是洗涤烟气和烟尘，熔接器中为弱碱水，当烟气与均匀溶解器混合的过程中，烟气会溶解于弱碱水中，烟气中的灰尘颗粒会被水浸湿而促进颗粒的沉降，烟气中的有害气体会和碱发生化学反应生产盐类物质，从烟气中得以分离进入到水中。水泵为水循环提供动力。水池由上水池、沉淀池以及下水池组成，用于分离沉淀物质。

考虑到设备的腐蚀问题，可采取如下的防腐措施：一方面在配置溶液环节，要严格控制溶液的碱性，避免溶液中含有酸性物质。稀碱溶液要连续均匀，在进入到上水池循环液中时应控制混合液的pH在8～9范围内，这样才能保证碱溶液和烟气中的SO2等酸性物质发生反应。沉淀池中的溶液pH在7～8范围内，这样的溶液环境对设备材质的腐蚀性较小。另一方面应尽量选择具有高耐酸性和高耐碱性的设备材料，比如陶瓷类材料、不锈钢材料、特殊玻璃材料等。另外，要安装相应的监测监控设备，对溶液的pH进行实时自动监测。

为了提高该工艺技术的处理效率，同时进一步实现资源的高效利用，可将沉淀池设计成圆形漏洞状的沉淀池，结合沉淀物收集装置使高浓度的沉淀浆液能够被高效率的收集进漏斗中，通过泥浆泵抽出，使循环处理效率大大提高。泥浆被抽出后，上层澄清的废水可以进行循环再次利用，下层的沉淀物可以作为建筑行业的生产原材料或者作为农业肥料的原料，实现了资源的高效利用。

该技术的适应性良好，可以和多种工艺流程相结合，如与废物丢弃法、回收石膏法、回收化肥法等结合使用，均能起到较好的处理效果。此外，投资成本低，处理效果好，除尘效率能达到近100%，脱硫效率超过98%，脱硝效率90%以上，性价比高，因此是一种较为理想的烟气脱硫脱硝除尘一体化技术。

4 湿法脱硫和脱硝技术工艺分析

强氧化技术：在烟气有害物质净化过程中，先将氯酸等氧化剂与烟气中的有害物质如硫氧化物发生化学反应，在氧化吸收塔内对烟气中的有害物质氧化之后，进入到碱式吸收塔内，使其中的酸性气体或物质与苛性钠和硫化钠试剂发生中和反应，进而去除烟气中的有害物质，使净化后的烟气满足排放目标。这一技术对温度条件的要求不苛刻，而且对烟气的入口浓度要求范围较宽，除了能够实现脱硫脱硝之外，还能去除部分烟气中的重金属杂质，烟气的净化效果较为理想，但不足之处在于这一技术对烟气中的硫化物的去除率不高。

湿式络合吸收工艺：烟气中的氮氧化物在常温条件的水中溶解度较小，因此回收较为困难，湿式络合吸收工艺较好地使这一难题得到解决。该工艺技术一般采用Co或Fe作为催化剂，在溶液中加入特定的络合剂后，可以使烟气中的氮氧化物形成金属的络合物，之后再与溶液中的硫酸盐形成氮硫化合物，这一过程络合剂得到再生，使反应得以持续。该工艺技术中金属络合物的损失和再生问题是技术的关键问题，如何提高金属络合物的利用率，提高再生效率使降低运行成本的关键所在。

5 结语

随着工业的发展，由煤炭燃烧造成的安全排放问题急需得到解决。从燃煤企业的生产工艺出发，不断优化烟气脱硫脱硝除尘技术，是实现企业绿色生产，安全排放的关键环节，需要技术部门及人员急需深入研究，以提高烟气综合治理的水平，早日实现生产和生态的可持续发展目标。

参考文献：

[1] 烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘一体化技术研究，周旦霞，《资源节约与环保》，2015（6）

[2] 燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展，康新园，《中国煤化工业大会》，2015（3）