蔡程

（克拉瑪依市白堿灘區(qū)環(huán)保局 新疆克拉瑪依 834009）

燃煤鍋爐同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)工藝探討

蔡程

（克拉瑪依市白堿灘區(qū)環(huán)保局 新疆克拉瑪依 834009）

燃煤鍋爐是火電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中重要設(shè)備，通過(guò)煤炭的燃燒來(lái)獲得能量，但是在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)生成大量SO2與NOx，是形成酸雨的主要污染物，對(duì)環(huán)境造成的影響巨大。為降低SO2與NOx的排放量，必須要在原有基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的對(duì)脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行研究。

燃煤鍋爐；脫硫；脫硝

1 燃煤鍋爐同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)概述

燃煤鍋爐同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)即利用特定的反應(yīng)劑，通過(guò)處理過(guò)程來(lái)將煙氣中含有的SO2與NOx同時(shí)脫除。同時(shí)脫硫與脫硝技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)改善煙氣排放質(zhì)量具有重要意義，能夠降低對(duì)環(huán)境的影響，并且整個(gè)處理過(guò)程所需設(shè)備簡(jiǎn)單、基建投資少、占地面積小以及運(yùn)營(yíng)管理效率高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為了燃煤鍋爐生產(chǎn)處理技術(shù)的重要研究方向。在持續(xù)發(fā)展背景下，現(xiàn)在大部分電廠生產(chǎn)過(guò)程中都就這方面進(jìn)行了更為深入的研究，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)引進(jìn)同時(shí)脫硫與脫硝技術(shù)，如高能電子活化氧化技術(shù)、氣/固催化等同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，并配置了濕法脫硫裝置，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)就脫硫脫硝一體化技術(shù)進(jìn)行研究，不斷提高燃煤鍋爐煙氣處理效果。

2 燃煤鍋爐同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)工藝分析

2.1 等離子法

選擇利用等離子法來(lái)對(duì)燃煤鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝技術(shù)，常見(jiàn)的有電子束法以及脈沖電暈法等，其中電子束法即通過(guò)電子加速器來(lái)產(chǎn)生高等等離子來(lái)對(duì)鍋爐煙氣中存有的SO2與NOx進(jìn)行氧化處理，在被氧化處理后，會(huì)與水蒸氣形成硝酸與硫酸，然后產(chǎn)生的液體會(huì)與提前引入設(shè)備中的氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成硝酸銨與硫酸銨，對(duì)燃煤鍋爐煙氣進(jìn)行凈化。另外，對(duì)于脈沖電暈處理方式來(lái)說(shuō)，其主要是將加速器電子束轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏好}沖電源放電，然后發(fā)生氧化以及與氨化學(xué)反應(yīng)，最終完成煙氣的清潔處理。選擇應(yīng)用等離子法進(jìn)行處理，在與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)后生成大量的OH、O、OH2等活性基團(tuán)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)H2SO4+2NH3→（NH4）2SO4、HNO3+NH3→NH4NO3，將SO2與NOx氧化成為SO3與NO2，并生成副產(chǎn)物（NH4）2SO4、NH4NO3。應(yīng)用此種技術(shù)同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝，可以更好的適應(yīng)煤種與煙氣量的變化，綜合處理效果在80%以上。并且整個(gè)處理過(guò)程不需要設(shè)置廢水處理裝置，反應(yīng)生成的副產(chǎn)物可以用來(lái)作為肥料。

2.2 干法催化

2.2.1 炭基催化

此種處理方式所用炭基可以選擇為活性焦、活性炭以及活性纖維等，利用其比較大的比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)，來(lái)達(dá)到提高吸附效率的目的，并且因?yàn)樘炕旧肀砻婢哂胸S富的官能團(tuán)，可以提高催化反應(yīng)效果。選擇炭基催化方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝，主要就是用炭基材料來(lái)吸附煙氣中含有的SO2，并進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，在將其轉(zhuǎn)化為硫酸后存留在炭基材料表面以及孔隙結(jié)構(gòu)中。并以炭基材料為選擇性催化還原脫硝催化劑，與煙氣中NOx以及通入的NH3氧化生成N2。炭基催化對(duì)同時(shí)脫硫脫硝具有比較高的處理效果，并且所需投資少，反應(yīng)后產(chǎn)生的副產(chǎn)物也可以重新利用。

2.2.2 金屬氧化物催化

利用金屬氧化物作為同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)的催化劑，常用的有V2O5/TiO2、CuO/Al2O3等，其中選擇應(yīng)用CuO作為催化劑進(jìn)行處理，在300～450℃的反應(yīng)條件下可以完成煙氣中所含SO2的吸附與催化氧化，并將其轉(zhuǎn)化為硫酸鹽[1]。另外，CuO與催化氧化產(chǎn)物CuSO4可以對(duì)煙氣中含有的NOx進(jìn)行催化，使其與通入煙氣中的NH4發(fā)生反應(yīng)生成N2，達(dá)到同時(shí)脫硝脫硫的目的。

2.3 濕法吸收

2.3.1 氯酸氧化

利用氯酸來(lái)就煙氣中含有的SO2與NOx進(jìn)行氧化與吸收，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的酸，然后選擇用Na2S與NaOH吸收氧化反應(yīng)塔中第一階段生成的酸性氣體。此種處理方式對(duì)于煙氣同時(shí)脫硫脫硝可以達(dá)到95%以上的效果，并且還可以在一定程度上去除存在的有毒金屬。另外，在選擇用此種方式進(jìn)行脫硫脫硝處理時(shí)，應(yīng)做好實(shí)際生產(chǎn)需求的詳細(xì)調(diào)查，因?yàn)榉磻?yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸性氣體以及酸液，對(duì)金屬設(shè)備造成的腐蝕嚴(yán)重，并且選擇用吸收液吸收廢氣將成本比較高，不但要提前做好液氣比的控制，同時(shí)還要做好造價(jià)管理工作。

2.3.2 絡(luò)合物吸收

向中性或者堿性溶液中添加適量Fe3+形成絡(luò)合物，在對(duì)煙氣中含有的NOx吸收后形成亞硝酰亞鐵，并通過(guò)進(jìn)一步溶解O2、SO2形成其他形式絡(luò)合物。例如利用6%氧化鎂增強(qiáng)石灰與Fe（Ⅱ）EDTA為吸收液來(lái)對(duì)進(jìn)行煙氣脫硫脫硝處理，可以達(dá)到良好的處理效果。

2.4 SNOx法

利用SCR與SO2催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝效果，反應(yīng)時(shí)SO2催化氧化為SO3，并在冷凝塔中轉(zhuǎn)換為硫酸，而NOx與通入煙氣中的NH3反應(yīng)生成H2O與N2。煙氣經(jīng)處理后進(jìn)入SCR反應(yīng)器，NOx與通入的NH3進(jìn)行反應(yīng)生成H2O與N，這時(shí)排出的煙氣中含有SO2、少量NH3以及細(xì)顆粒物，進(jìn)入到415℃反應(yīng)環(huán)境中加入催化劑，SO2被氧化成為SO3，同時(shí)煙氣中存有的少量NH3以及細(xì)顆粒物也會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，達(dá)到消除NOx的目的[2]。另外，反應(yīng)后的煙氣通過(guò)SO2轉(zhuǎn)化器進(jìn)入熱交換器中被冷卻，并由冷凝塔繼續(xù)冷卻到98℃，其中含有的SO3與水合成H2SO4，最終經(jīng)過(guò)冷凝后一濃硫酸的形式被收集，完成SO2的消除。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于燃煤鍋爐同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的研究與應(yīng)用，需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況來(lái)選擇，從多個(gè)處理技術(shù)中選擇最為合適的一種，并在生產(chǎn)過(guò)程中持續(xù)優(yōu)化完善，爭(zhēng)取不斷提高脫硫脫硝的處理效果。

[1]杜黎明,劉金榮.燃煤鍋爐同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)工藝性分析[J].中國(guó)電力,2007,02:71-74.

[2]王旭偉,鄢曉忠,陳彥菲,譚旦輝.國(guó)內(nèi)外電廠燃煤鍋爐煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的研究進(jìn)展[J].電站系統(tǒng)工程,2007,04:5-7+39.

蔡程（1985—），男，漢族，安徽人，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：環(huán)境。