烟气同时脱硫脱硝一体化技术研究

邓连超

航天环境工程有限公司 天津 300450

人类活动例如化石燃料如煤炭的使用、硝酸的制备及利用等产生了大量的NO、NO2tul。NOx的危害极大，能造成酸雨等恶劣气候天气。其次，NO还会络合血液中的血红细胞，减弱血液的送氧功能，使人产生头晕目眩的感觉。长期在NO含量高的环境下生活和工作，细胞的分裂和信息的遗传会发生变异，使人患有癌症的几率增大。在空气中，NO很容易被氧化，生成NO2。NO2会与水反应，使空气中硝酸含量的增多而造成酸雨，NO2还会与其他物质混合造成光化学烟雾。另外，人体吸入NO2后，NO2会破坏肺细胞和支气管细胞，造成器官的损伤或衰竭，严重情况下造成死亡。

1 燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术

烟气脱硫脱硝一体化指的是在一个设备中同时实现脱硫和脱硝的目的。目前，国际和国内都在进行大量的研究。虽然研制成功了多种一体化吸收装置，但离大规模工业化仍有很大距离。现阶段主要的研究集中于研发或者中试实验。一体化脱硫脱硝根据吸收方式的差异分为：干法、辐射法和湿法[1]。

1.1 干法烟气脱硫脱硝一体化技术

（1）CuO脱硫脱硝一体化工艺。该工艺的吸收剂为活性氧化铜，常用的有CuO/A1203和CuO/SiO2。吸收剂中氧化铜含量大约为4-6%。该工艺在300-450°C的区间内进行，分两步进行脱硫脱硝：①吸附器中反应。包括氧化铜脱硫反应；氧化铜、硫酸铜脱硝反应。②再生器中再生。利用H2或者CH4作还原剂，还原硫酸铜变为Cu或Cu2S，继续氧化得到CuO重新利用，再生过程中生成的二氧化硫吸收制酸。该方法脱除率高，能够实现脱硫率90%以上，脱硝率在80%左右且无二次污染。但是，该法要求的温度高，必须添加加热器，且吸附剂的制备成本高，所以投资运行成本较大。探索效率高、制造成本低的活性剂是该法的关键。

（2）NOxSO工艺。NOxSO工艺是一种干式吸附可再生技术。该法吸收剂为高比表面积球形氧化铝颗粒。在该颗粒表面浸透碳酸钠，然后通过吸附、再生等工艺流程来完成脱硫脱硝。该工艺特别适合用于中、高硫煤燃煤锅炉的废气处理，脱硫率在97%以上，脱硝率在70%左右。该法的缺点是设备体积大，电耗大，投资成本过高。

（3）SNRB工艺。该工艺在高温条件下完成脱硫脱硝除尘一体操作。其利用一个集尘室一同脱硫脱硝除尘，有效的减小了设备体积，降低了占地面积和成本。该方法在合适的吸收剂和反应温度下，脱硝率能够达到90%；脱硫率可达到90%左右；除尘效率能高达99.89%。其缺点是反应温度高，要求集尘室的制作材料必须为特殊的能耐高温的[2]。

1.2 高能辐射肤硫脱硝一体化技术

（1）脉冲电畢等离子体法是在80年代开发出的工艺。通过使用高能电子束，活化烟气中的O2等分子，产生具有催化作用的强氧化性自由基团，生成产物硫酸和硝酸。然后再利用添加剂与酸中和生成盐而将氮氧化物和二氧化硫脱除下来。该法能够同时完成脱硫脱硝，成本低，不产生二次污染，同时生成的副产品硫酸铵和硝酸铵可以作农用复合肥继续使用

（2）电子束照射法电子束照射法的原理是利用高能电子束照射产生活性基团来帮助脱除氮氧化物和二氧化硫.该法的脱除率主要受到吸收剂量和温度的影响。在条件合适的情况下，能够实现大于90%的脱硫率，高于80%的脱硝效率。但是该法在脱除过程中需要耗费大量电量来产生高能电子束，所以过高的运行成本限制了其工业化的推广。

1.3 湿法烟气脱硫脱硝一体化技术

目前，火电厂脱硫主要采用湿法，湿法脱硫技术成熟，脱除率高，工业应用广泛。但是，对于烟气脱硝而言，NO很难溶于水。所以，该技术在脱除过程中往往需要转化NO，将NO变为更易溶于水的氮氧化物；或者在过程中使用相转移催化剂来增大NO的溶解度。

（1）氨法。氨法脱硫脱硝一体化技术使用的吸收剂为废氨水，利用废氨水与二氧化硫反应，生成的硫酸铵可回收利用做化肥使用。同时，氨气也是氮氧化物的还原剂。但是该法存在严重的氨逃逸问题。

（2）络合吸收法。络合吸收法脱硫脱硝一体化工艺是在脱除过程中加入铁或钴的螯合物，通过NO与螯合物的络合形成络合物来实现脱硝；脱硝过程中产生的络合物能够与亚硫酸根、亚硫酸氢根生成N-S化合物等，加速了二氧化硫的溶解，从而完成了脱硫。该法的优点是能够实现脱硫脱硝一体化，但是，螯合剂的再生困难，成本高，使用过程中的安全等问题难以解决。目前仍处在试验阶段。

（3）氧化吸收法。氧化法脱硫脱硝一体化工艺是在脱除过程中加入强氧化剂来完成脱硫脱硝的一种方法。目前常用的强氧化剂有氯酸、黄磷等。一般该工艺都分为两个塔：氧化塔和碱液吸收塔。其优点是脱除率高。但是，该法存在着氧化剂运输困难、性质不稳定、设备腐蚀严重等问题。

（4）还原吸收法。该法是一种通过使用具有还原性的吸收剂来一体化脱硫脱硝的方法。还原剂有尿素、亚硫酸铵等。在还原法过程中通常会补充添加剂来增大效率。目前，湿法脱硫脱硝的探索在国内外以尿素作还原吸收剂的研究较多。尿素法具有工艺设备简单、投资运行成本低、产物清洁无污染，生成物硫酸铵可做化肥二次使用等优点，在未来有很好的发展前景[3]。

2 结语

现在国家环保法规的逐渐严格，对工业烟气脱硫以后，对其再进行脱硝和其他多污染物脱除是种必然趋势。而如果采取分级治理方式，即针对不同污染物加装不同的去除装置显然是不合理的，因为这种分级治理的方式存在投资、运行费用高、占地面积大和烟气系统复杂等缺点。本文对烟气进行脱硫脱硝一体化作出一些分析及探讨，该法脱除率高，产物简单，无二次污染，具有非常好的应用前景。