氨法煙氣脫硫脫硝一體化工藝的研究進展

李子祥

摘 要：本文對于我國火電廠建設之中的煙氣處理技術進行了介紹，并且根據(jù)當前國家發(fā)展的需求，對幾種技術在生產(chǎn)過程之中的一體化建設進行了分析和研究，介紹了未來火電廠廢棄廢料一體化處理技術的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

關鍵詞：煙氣處理；脫硫脫硝；一體化工藝

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

1 一體化處理工藝的發(fā)展意義

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國人民的生活水平和水貨消耗都逐漸上升。人民生活要求的上升帶來了對于社會能源的大量使用。盡管我國當前推行低碳生活方式，但是傳統(tǒng)的能源使用模式暫時無法改變。在當前我國的能源供給之中，主要的能源模式主要是以火力發(fā)電為主，風電、水電、太陽能發(fā)電為輔的發(fā)展模式。盡管我國的風電事業(yè)已經(jīng)基本達到世界先進水平，國家自然環(huán)境也有利于風電的開發(fā)，但是風電本身的不穩(wěn)定性卻阻礙了其大規(guī)模的使用，因此，火電廠依舊是我國當今最為主要的能源生產(chǎn)模式。

在火力發(fā)電的過程之中，除了對于礦產(chǎn)的大量消耗之外，煤炭的燃燒也會形成有毒有害的煙氣，煙氣之中含硫含氮，在排放之后會形成酸雨和霧霾等天氣現(xiàn)象，影響我國的自然生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提高我國生態(tài)環(huán)境的清潔度，我國開始逐漸注意對火力發(fā)電之中排出物的處理工作。在當前的火電廠的建設之中，一般都會有用于處理含硫含氮物質(zhì)的專用車間，其處理厚的物質(zhì)還可以作為化學生產(chǎn)的原料，產(chǎn)生經(jīng)濟效益，對于環(huán)境也有很好的提升作用。但是，當前的處理設施的建設也存在問題，過于分散的處理設施的建設增加了火力發(fā)電廠的建設成本，過于分散的設施建造不僅浪費了建設空間，還造成了凈化處理效率的低下，不利于未來的發(fā)展。因此，在當前的發(fā)展之中，國家建設部門提倡進行一體化的廢物處理設施的建設，從收集到凈化的一系列工作都可以在一個車間之中完成，提高了工作效率，減少了廢物的散逸，提高了處理效率，其發(fā)展前景相當可觀。

2 一體化工藝之中使用的技術

2.1 濕法脫硫脫硝技術

在當前國際上對于脫硫脫硝技術的研究之中，由于處理環(huán)境和處理技術的不同，實際的集成化工藝也有不同。根據(jù)環(huán)境一般將脫硫脫硝工藝分為濕法和干法。濕法脫硫脫硝技術又稱為濕相金屬絡合法。

濕相金屬絡合法的主要原理是在處理過程之中利用一氧化氮和金屬絡合物生成亞硝酸金屬鹽類物質(zhì)。在研究的過程之中，研究人員根據(jù)實驗之中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)亞鐵絡合溶液可以吸收火力發(fā)電排放的煙氣之中的一氧化氮、一氧化硫等有毒有害化學物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為所對應的金屬鹽類。在實際的探索過程之中，研究人員對于二氧化硫和一氧化氮的吸收過程經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在實際的吸收處理過程之中，金屬絡合物溶劑需要保持堿性環(huán)境，即在PH=8的環(huán)境之中，氮硫化合物的吸收效率最高。因此，在當前的柘彈脫硫一體化工藝的研究之中，相當一部分的火力發(fā)電廠使用了這種濕相金屬絡合法來對煙氣進行脫硫脫硝處理，其效果相當突出。

但是，濕法處理工藝仍舊存在一些缺點，在實際的使用過程之中，金屬絡合物溶劑在使用過之后就無法再次使用，當前的研究對于這一點還沒有較好的解決辦法，因此，此方法對于金屬絡合物溶液的使用量較大。除此之外，不同金屬的絡合物溶劑在進行脫硫脫硝處理時的副產(chǎn)物有所不同，其脫硫脫硝的效率也有不同，較難進行穩(wěn)定的一體化處理過程。

2.2 干法脫硫脫硝技術

除了金屬絡合物溶劑濕法處理之外，在實際的凈化煙氣的過程之中，部分火電廠還使用干法來對煙氣進行處理。干法處理主要是家昂火力發(fā)電過程之中含有一氧化氮等待處理物質(zhì)的煙氣集中在高溫容器之中，并在容器之中噴灑鈣基吸收劑、氨氣、催化還原催化劑以分別去除煙氣之中的二氧化硫和含氮氣體。干法處理工藝將三種不同操作集中在一個反應設施之中，減少了火力發(fā)電廠凈化設施的占地面積，減少了火力發(fā)電廠的經(jīng)濟消耗。

這種處理技術的主要缺點是高溫容器的成本過高，在處理過程之中，為了在處理含氮物質(zhì)之前處理二氧化硫和微小顆粒，防止脫硝過程之中對于催化劑的堵塞和人員的健康威脅，一般這一步驟中會使用特質(zhì)陶瓷纖維來作為二氧化硫以及微粒的過濾袋，過濾袋的材料屬于當前世界上的先進材料，其經(jīng)濟消耗較高，因此在實際的使用過程之中，這種處理工藝一般在大型的火電廠之中使用，其應用的規(guī)模較小。

2.3 氨/電子束法

除了使用濕法金屬絡合物處理和干法高溫處理之外，另一種新技術的出現(xiàn)將含硫含氮氣體的收集和處理相結合，在同一過程之中完成了兩個處理程序。這種處理方式被稱作高能電子氧化法。在這種方法的使用過程之中，首先要進行的是高能電子的獲取，獲取工作主要是通過高壓脈沖電源的放電來獲得的，其放電過程可以對電子進行活化，經(jīng)過活化處理的電子可以破壞煙氣中化學物質(zhì)間的化學鍵，進而形成大量的活性自由基，參與后續(xù)的處理反應，實現(xiàn)對有害物質(zhì)的凈化。

在處理反應之中，主要的反應原理是上一處理步驟之中產(chǎn)生的自由基來將排放氣體之中的含硫含氮物質(zhì)氧化，經(jīng)過氧化之后的高價氮硫化合物再與水發(fā)生反應，形成硝酸以及硫酸，達到凈化煙氣之中有毒有害物質(zhì)的目的。這種煙氣處理方式在實際效果上高于吸附法的處理質(zhì)量，其主要的使用缺點在于氧化法在產(chǎn)生高能電子的同時需要消耗大量的能源，同時由于脈沖電源要求高壓工作環(huán)境，影響了其自身的耐久性能，因此，氧化法處理在較為小型的火電廠之中的使用較少。

3 結語

在火力發(fā)電過程之中對含硫含氮物質(zhì)進行處理凈化可以提高我國的空氣質(zhì)量，并且氮硫等化學元素可以在處理之中生成新的物質(zhì)，進而反復利用，創(chuàng)造經(jīng)濟效益。當前所使用的兩種集中化的處理技術在進行的過程之中各有優(yōu)劣，在以后的使用和推廣之中，技術人員要取長補短，取得更高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

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