燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術的探究進展

國家能源集團科學技術研究院有限公司 王濤濤

煤炭是社會發(fā)展中的關鍵資源之一，在工業(yè)生產(chǎn)等各個領域當中發(fā)揮著重要作用。但煤炭燃燒會產(chǎn)生SO2等多種有害物質，會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響。而應用燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術可減少煤炭燃燒過程中的有害物質。一般會在處理NOx及硫氧化物的過程中應用脫硫脫硝技術，因為NOx以及硫氧化物會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。近年來，隨著技術水平的提升，脫硫脫硝技術不斷完善，可以有效凈化煙氣。脫硫脫硝技術屬于系統(tǒng)性技術，可以同時處理硫、硝等有害物質，所以備受關注。

1 燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術探究進展

1.1 氣/固催化脫硫脫硝技術

氣/固催化脫硫脫硝技術中應用的催化劑可在短時間內(nèi)氧化與還原SO和NOx，具有較高的脫除率。氣/固催化脫硫脫硝技術經(jīng)常應用的工藝方法有SNRV、WSA-SNOx及Parsons。其中氣化固化脫硫脫硝是一種新興技術，在脫硫脫硝過程中應用這種技術可優(yōu)化硫化物的清潔效果，同時這種技術的操作方法較為簡單，不會造成其他污染。同時應用這種技術可將煙氣集中到一個集塵綜合裝置中對其進行高溫加熱處理。在應用這種技術前可先添加一些石灰水，繼而提高脫硫脫硝的質量。當前該技術的應用范圍越來越廣泛，作用也越來越顯著。

1.2 高能電子氧化技術

科學技術的發(fā)展縮小了催化劑的使用范圍，而高科技發(fā)展也將成為主流，高能電子氧化技術就是高科技發(fā)展的產(chǎn)物。高能電子會與煙氣中的氮硫分子產(chǎn)生撞擊，而氮硫分子在受到撞擊后會出現(xiàn)不同的反應：若高能電子不斷撞擊煙氣中的氧氣以及水分子，就會產(chǎn)生較多的活性物質，所以一些SO就會被氧化為SO，而SO又會和煙氣當中的水蒸氣進行反應形成硫酸；NO會被氧化成NO，加入水后會形成沒有毒性的氮氣，這種技術會成為主流方向。

高能電子氧化技術工藝主要包括兩種不同的類型，且這兩種類型之間有一定的差異，這種差異主要表現(xiàn)在電子的產(chǎn)生方法上。例如，從第一種反應情況來看，主要是利用電子設備對低溫煙氣進行照射，在照射后會產(chǎn)生高溫，這樣就會出現(xiàn)高溫與低溫交替的環(huán)境條件，煙氣分子就會在電離當中進行轉換。目前西方國家在這種技術的研究中取得了一定成果，研究出的電子設備具有操作簡單、成功率高等優(yōu)勢。

1.3 固相再生脫硫脫硝技術

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，很多行業(yè)在發(fā)展過程中都產(chǎn)生了較多的環(huán)境問題。為此煙氣凈化備受關注。但脫硫脫硝一體化技術在實踐中的應用較少，而固相再生脫硫脫硝技術是燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術中的關鍵技術，效果較好，可通過催化劑的催化反應脫除NOx以及硫化物。在應用固相再生脫硫脫硝技術時常用氧化銅以及活性炭等反應物，但這兩種反應物在耐壓性、沖擊性以及耐磨性等方面仍然存在問題，這就會對凈化效果造成影響。為此，在應用固相再生脫硫脫硝技術時，應當同時使用高性能且持久的吸收劑，從而充分發(fā)揮技術的凈化作用。

1.4 選擇性催化脫硫脫硝工藝

選擇性脫硫脫硝工藝具有脫除效率高、維護方便、運行穩(wěn)定等多重優(yōu)勢，應用該工藝可以快速將NOx還原成氮氣。同時，在催化之后可以將SO轉變?yōu)闊o毒的硫化物。選擇性催化脫硫脫硝工藝有很多種類型，但是每種類型的操作過程基本相同。都是先進行除塵工作，之后利用高溫進行脫硝，最后通過催化技術對煙氣進行處理，從而將SO轉變?yōu)闊o毒的硫化物，從而實現(xiàn)脫硫脫硝。

1.5 聯(lián)合脫硫脫硝技術

從正常情況來看，煤炭燃燒產(chǎn)生的SO與NOx的濃度較低，但近年來工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，若分別應用脫硫裝置與脫硝裝置將會耗費過多的資源且會加大成本，而應用聯(lián)合脫硫脫硝技術就可以有效解決這一問題；其次，燃煤煙氣當中的SO與NOx都是酸性氧化物，其氧化性較強，利用聯(lián)合脫硫脫硝技術可以有效去除燃煤煙氣當中的SO與NOx。當前常用的聯(lián)合脫硫脫硝技術包括活性焦法、活性炭法、SNOx法、NFT法以及NOSOx與電子束法。

1.6 應用現(xiàn)狀

近年來，燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術水平不斷提升，但是在研究應用過程中仍然存在工作效率低等問題。

脫硫脫硝工作效率低。部分中小企業(yè)在應用燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術時會受到發(fā)展水平及其他因素的限制，所以沒有引進先進的設備，無法充分發(fā)揮燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術的作用。為此，中小企業(yè)可選擇爐內(nèi)噴鈣這種簡單快捷、不會產(chǎn)生二次污染且脫硫脫硝效果好的技術。

吸附材料發(fā)展較慢。燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術常用的吸附材料包括活性炭與氧化銅，其中活性炭這種吸附材料具有孔隙大、吸附性高且應用范圍廣等優(yōu)勢，可以有效凈化雜質。但在工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)的活性炭吸附材料已無法滿足實際需求。同時氧化銅的脫硫脫硝吸附效果也比較好，但成本相對較高。所以應該加大對吸附材料的研究力度，豐富吸附材料的類型。

2 優(yōu)化燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術應用效果策略

高效應用氯酸氧化法。燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術在不斷發(fā)展，氯酸氧化法這種液相脫硫脫硝一體化技術應運而生，可有效優(yōu)化燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術的應用效果。氯酸氧化法就是將燃煤煙氣排放到氧化吸收塔當中，從而將煙氣當中的NO與SO等物質被氯酸氧化為硫酸、硝酸以及氯化氫等物質。同時可在堿式吸收塔中添加一些硫化鈉與氧化氫鈉吸收劑，利用這些吸收劑吸收酸性氣體。氯酸氧化法具有適應性強、對環(huán)境要求低及脫硫脫硝率高等特點，可滿足燃煤煙氣脫硫脫硝工作的需求。但在應用這種方法時會利用氯酸物質，而氯酸物質的腐蝕性非常強，所以對裝置設備的材質有非常高的要求，這就要求企業(yè)花費更多的時間精力選擇裝置設備的材質。

合理應用干式吸附再生技術。干式吸附再生技術也是一種燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術，其常用方法有尿素法、NIXSO法以及LILAC處理法等。每種方法的原理不同，但都有良好的脫硫脫硝效果。例如NIXSO法主要是利用鈉鹽進行脫硫脫硝，即在y-Al2O3圓球上涂抹一些鈉鹽，鈉鹽就可以吸收燃煤煙氣當中的氨氮化合物以及SO。此外工作人員還可以重復利用已經(jīng)吸收飽和的鈉鹽，即將鈉鹽放在符合條件的環(huán)境當中，鈉鹽就會將氨氮化合物釋放掉，當氨氮化合物的濃度達到某種程度后，鈉鹽當中就會形成化學平衡狀態(tài)，就可以再次利用鈉鹽。

謹慎應用脈沖電暈法脫硫脫硝技術。脈沖電暈法脫硫脫硝技術是通過高壓放電這種方式對燃煤煙氣當中的SO與NOx進行處理，使SO與NOx形成非平衡等離子體，之后離子體會與燃煤煙氣當中的水發(fā)生反應繼而形成酸，就可以達到脫硫脫硝的目的。脈沖電暈法脫硫脫硝技術的操作十分簡單，但在脫硫脫硝過程中仍然存在一些問題，無法有效提高脫硝脫硝的效率，同時應用這種方法可能會產(chǎn)生二次污染，為此應該謹慎應用這種方法。

4 結語

氣/固催化脫硫脫硝技術、高能電子氧化技術、固相再生脫硫脫硝技術、選擇性催化脫硫脫硝工藝以及聯(lián)合脫硫脫硝技術是燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術當中的關鍵技術，具有成本低、無污染、操作簡單等多重優(yōu)勢，所以應該大力推廣燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術。