脫硫脫硝一體化的研究現(xiàn)狀

楊濤

摘要：電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)是一種創(chuàng)新型、高效技術(shù)。近幾年， 隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，火電廠建設(shè)速度加快，大量火電廠將會燃燒大量燃煤，燃燒的燃煤會釋放出來很多有毒氣體，這些有毒氣體對空氣環(huán)境將會產(chǎn)生很大影響。使用脫硫脫硝一體化技術(shù)在一定程度上能夠很 好解決這些問題。本文通過對脫硫脫硝一體化的研究現(xiàn)狀進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上對多種理論知識在實際應(yīng)用中的問題進(jìn)行分析，從而得出脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)展趨勢，為人們在現(xiàn)實使用中提出有用的指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝?一體化 現(xiàn)狀

0引言

脫硫脫硝技術(shù)很多且大部分處于研究或工業(yè)示范階段，其中石灰石-石膏濕法脫硫和選擇性催化還原干法脫硝技術(shù)較為成熟，率先實現(xiàn)了商業(yè)化。由于 SO2 和 NOX 都是酸性氧化物，同時對他們進(jìn)行脫除完全可行。由于設(shè)備投資小、運行費用低、操作難度小等優(yōu)點，脫硫脫硝一體化技術(shù)成為研究熱點。

1火電廠脫硫脫銷技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)火電廠常用的脫銷方法有SCR（選擇性催化還原法）、SNCR（非選擇性催化還原法）以及兩種方法相聯(lián)合，SCR 技術(shù)在脫銷方面具有二次污染小、凈化效率高、技術(shù)成熟等特點，脫銷率能夠達(dá)到 80-90%左右，而SNCR技術(shù)，在脫銷方面不需要使用催化劑，運行成本低，但卻會造成二次污染，并且脫硝率也不是很高，一般只能達(dá)到 30-50%左右。SCR 的技術(shù)原理如下：在火力發(fā)電機(jī)組的省煤器與預(yù)熱器兩個設(shè)備之間，對SCR反應(yīng)器進(jìn)行布設(shè)，當(dāng)機(jī)組運行后，煙氣會以垂直的方式直接進(jìn)入到反應(yīng)器當(dāng)中，經(jīng)催化劑作用后，會將有害的 NOx 還原為無害的水和氮氣。在這個反應(yīng)過程中，需要使溫度保持在 300-400℃之間;SNCR 的技術(shù)原理是當(dāng)鍋爐內(nèi)的煙氣溫度達(dá)到 900-1000℃左右時，向其中噴入還原劑，如尿素、氨等，以此來將有害的 NOx 還原為無害的水和氮氣。SCR 與SNCR 聯(lián)合是將兩者的技術(shù)優(yōu)勢合并到一起，彌補(bǔ)各自的不足，從而提高脫硝率。由于兩種技術(shù)聯(lián)合后，工藝系統(tǒng)會變得較為復(fù)雜。故此，該方法通常被用于對脫銷率要求比較高的場合。

2脫硫脫硝技術(shù)概述

脫硫脫硝技術(shù)絕大多數(shù)都被應(yīng)用到氮氧化物、硫氧化物的處理中，因為氮氧化物與硫氧化物是空氣污染的主要來源。脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展越來越完善，在一定程度上對凈化空氣將會產(chǎn)生很大影響。脫硫脫硝一體化是一種系統(tǒng)性技術(shù)，能夠在同一時間處理硫、硝。近幾年，脫硫脫硝一體化技術(shù)逐漸引起了很多國家的重視與關(guān)注。煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)一般可以分為以下三類： 煙氣脫硫與煙氣脫硝共同組合技術(shù)。第二類，使用吸附劑來脫硝脫硫。第三類對當(dāng)下煙氣脫硫綜合系統(tǒng)進(jìn)行改造，適當(dāng)增加脫硝功能。如果使用兩套不同裝置來進(jìn)行脫硫、脫硝， 將會造成整個投資、管理與運行費用提升。很多現(xiàn)代工業(yè)化國家在脫硫脫硝一體化技術(shù)方面都投入了很多時間與精力，并且在很多行業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用，帶來的作用與效果非常明顯。

3燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究進(jìn)展

3.1煙氣凈化技術(shù)

在火電廠脫硫脫硝一體化工藝中，煙氣凈化是一項不可或缺的技術(shù)措施，火電廠中的煙氣含有大量的二氧化硫，在對這部分煙氣進(jìn)行凈化處理時，需要先向除塵器內(nèi)注入適量的鈣劑和鈉基脫硫劑，然后利用布袋的過濾層，將二氧化硫濾除掉，煙氣中的 NOx 則可利用氨氣進(jìn)行脫除。在對 NOx 進(jìn)行脫除時，先將氨氣注入到煙道內(nèi)，剩余的工作全部由 SCR 負(fù)責(zé)完成。在脫硫脫硝一體化工藝中，煙氣凈化技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在如下幾個方面：煙氣去除率較高，正常情況下， 可以達(dá)到85%左右;多種污染物的脫除功能被綜合到一起，這樣不需要布置過多的設(shè)備，從而節(jié)約了占地面積;由于在選擇催化劑進(jìn)行脫銷前，煙氣中所含的二氧化硫及顆粒物已經(jīng)被去除，從而解決了硫酸銨堵塞等問題發(fā)生。

3.2高能電子氧化技術(shù)

高能電子氧化技術(shù)是一種創(chuàng)新型技術(shù)，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得催化劑的使用范圍越來越小，朝向高科技發(fā)展將會成為主要方向，高能電子氧化技術(shù)起著很好的典范作用，高能電子撞擊煙氣中的氮硫分子之后在短時間內(nèi)會發(fā)生不同程度的反應(yīng)。一般情況下，可以分為兩種情況： 第一種情況可能是二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，當(dāng)煙氣中的水、氧氣等分子通過高能電子進(jìn)行不斷撞擊后會產(chǎn)生很多活性物質(zhì)，這樣就能夠把一些二氧化硫氧化成三氧化硫，通過和煙氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)后成為硫酸。第二種情況是一氧化氮氧化為二氧化氮，通過引入水之后會生成無毒的氮氣，這種技術(shù)將會成為未來發(fā)展的主要方向。這種特殊工藝一般可以分為兩種不同類型。當(dāng)然，這兩種工藝之間還是存在一定差異性，這種差異性主要體現(xiàn)在怎樣產(chǎn)生電子。在這里主要討論第一種情況，它是充分借助電子類設(shè)備來照射處于低溫的煙氣。經(jīng)過照射之后就會產(chǎn)生高溫，在高低溫交替條件下短時間內(nèi)能夠讓煙氣分子在電離中出現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換。這種技術(shù)在日本與歐洲國家研究已經(jīng)取得了很大發(fā)展，這種電子設(shè)備的優(yōu)點是設(shè)備簡單化、便于操作與控制。并且不會造成太多廢棄物的產(chǎn)生，成功率也非常高。很多副產(chǎn)品還可以被用作肥料， 并且具有良好的環(huán)保作用。存在的不足之處就是帶來的輻射非常嚴(yán)重， 站在電子設(shè)備自身發(fā)展角度分析來說，電子設(shè)備科技自身就是一種資源損耗的重要體現(xiàn)。與此同時，所需要的資金量也非常大。

3.3半干法脫硫脫硝

半干法介于濕法和干法之間，由于兼顧了二者的主要優(yōu)點而備受關(guān)注。它通過噴射吸收劑吸收 SO2 和 NOX 達(dá)到脫硫脫硝的目的，同時利用空氣的熱量帶走吸收液中的水分而不產(chǎn)生廢液。有人利用噴動床在脫硫脫硝方面進(jìn)行了較深入的研究，噴動床內(nèi)加入剛玉球或負(fù)離子球等顆粒，熱煙氣使粒子處于噴動狀態(tài)，當(dāng)床內(nèi)噴動穩(wěn)定后，吸收劑由噴嘴噴出，液滴呈霧狀噴灑在噴動粒子上，與 SO2 和 NOx 氣體進(jìn)行反應(yīng)，由于加入顆粒，增大了反應(yīng)接觸面積，提高了脫硫脫硝效率，反應(yīng)后的產(chǎn)物在粒子的碰撞中脫落，被熱煙氣帶出噴動床。

3.4濕式脫硫脫硝一體化工藝

在該工藝中，氯酸氧化、濕 式配合吸收是關(guān)鍵工藝，前者的脫氮率能夠達(dá)到 95%以上，在脫除二氧化硫和氮氣的過程中，還可以將氣體中存在的有毒金 屬元素一并除掉。目前，該技術(shù)尚處于實驗階段，仍有一些不完 善的地方，需要不斷優(yōu)化改進(jìn)。后者采用的是濕式洗滌系統(tǒng)，二氧化硫的脫除率可以達(dá)到 90%以上。但在脫除過程中，混合物會有所損失，所以，需要加強(qiáng)對該方面的研究，進(jìn)一步降低混合物的損失。

4一體化技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展

通過上述研究對比發(fā)現(xiàn)，各項工藝之間存在很大差異，而且使用技術(shù)也有所不同。雖然上述幾種脫硫脫硝技術(shù)相對比較成熟，但由于很多工業(yè)都是傳統(tǒng)工業(yè)，在使用中對溫度和穩(wěn)定等有很高的條件，使得該技術(shù)的應(yīng)用受到很大制約。但就長期發(fā)展來看，由于燃煤電廠對這些技術(shù)的使用中造成一些負(fù)面影響，所以還需對這些技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，讓其一體化的發(fā)展更加符合燃煤電廠的需求和社會發(fā)展的需求。

結(jié)語

同時脫硫脫硝工藝雖然研究較多、優(yōu)點突出，但是存在的缺點限制了它的廣泛應(yīng)用，因此在工程應(yīng)用中還應(yīng)該根據(jù)實際工況進(jìn)行選擇。雖然各種工藝不夠成熟，但也值得更加深入的研究，如果解決主要問題，每種工藝都有廣闊的應(yīng)用前景。

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