煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)工藝及其特點(diǎn)

燃料燃燒是煙氣的主要來(lái)源，而煙氣中所含有的煙塵、二氧化硫以及氮氧化物等有害物質(zhì)是造成大氣污染和酸雨問(wèn)題的主要因素。以“十五”期間為例，我國(guó)投入了 967 億元用在二氧化硫與酸雨污染防治。如何有效地去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，已經(jīng)得到世界研究者的重視。

一、典型的煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)
目前，國(guó)內(nèi)外所使用的脫硫脫硝技術(shù)主要是Wet-FGD+SCR 的組合，也_是將濕式煙氣脫硫與 NH 3 選擇性催化還原脫硝相互結(jié)合。濕式煙氣脫硫是以堿性的溶液或漿液為吸收劑，同 SO 2 相互反應(yīng)之后，_會(huì)有硫酸鹽產(chǎn)物，進(jìn)而去除 S0x。NH 3 選擇性催化還原脫硝主要是在含氧的氛圍下通過(guò)催化劑讓煙氣之中的 NOx 利用氨還原成 N 2與水，在 300~450℃的反應(yīng)溫度下可以達(dá)到 70%-90%的脫硝率。此技術(shù)成熟可靠，目前在世界范圍內(nèi)都得到廣泛的應(yīng)用，但是考慮到其工藝設(shè)備的投資偏大，需要預(yù)熱處理煙氣，催化劑價(jià)格昂貴并且使用壽命較短，同時(shí)還有設(shè)備容易腐蝕以及氨泄漏等問(wèn)題。目前，HC-SCR 和低溫 SCR 工藝是改良的重點(diǎn)。HC-SCR 脫硝技術(shù)是基于有機(jī)化合物之中的丙烯、甲烷、丙烷等來(lái)替代氨用于還原劑，可以彌補(bǔ)設(shè)備腐蝕以及氨泄漏等缺點(diǎn)，并且也可以減少副產(chǎn)物 CO 的生成。低溫的 SCR工藝反應(yīng)溫度一般在 150~250℃，可以彌補(bǔ)常規(guī)工藝之中煙氣余熱處理面臨的不足，控制運(yùn)行費(fèi)用。

二、新興的煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)
2.1 輻射化學(xué)法
1） 電子束照射法 （EBA）
基于陰_發(fā)射并且經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速，會(huì)直接形成500-800keV 的電子束，在輻照煙氣時(shí)_會(huì)有輻射化學(xué)反應(yīng)的出現(xiàn)，從而生成 HO2 、O、OH 等自由基，然后與NOx及S0x相互反應(yīng)，生成硝酸和硫酸 ，在通入氨氣的情況下會(huì)有NH4NO3 和（NH4）2SO4 等副產(chǎn)品的產(chǎn)生。這一種方法屬于干法處理，其優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)有廢水廢渣的產(chǎn)生，并且能同時(shí)脫硫脫硝，達(dá)到90%脫硫以及 80%脫硝。其系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便，過(guò)程也非常容易控制，對(duì)于含硫量的實(shí)際變化也擁有較好的負(fù)荷跟蹤性和適應(yīng)性，脫硫技術(shù)消耗的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)的方法，但是耗電量偏高。
2） 脈沖電暈等離子體法 （PPCP）
PPCP 屬于電暈放電產(chǎn)生的電子，其主要是利用電暈和高壓電源反應(yīng)器組合，在電暈和電暈反應(yīng)器電_氣隙之間出現(xiàn)的電暈等離子體，可以利用氧化鋁去除SO2和NOx。對(duì)于PPCP方式的利用，其優(yōu)勢(shì)在于滿(mǎn)足除塵的要求。通過(guò)大量的研究表明，煙氣之中的粉塵可以提升PPCP的脫硫脫硝效率，并且其成本也明顯低于EBA，成為具有較強(qiáng)吸引力的煙氣治理方法。
2.2 固體吸附-_法
1） 炭質(zhì)材料吸附法
在整個(gè)脫硫脫硝過(guò)程中主要包含了吸附塔和_塔兩個(gè)部分，通過(guò)吸附塔之中的吸附劑，SO2 在吸附催化后_會(huì)生成硫酸鹽或硫酸，從而貯存于吸附材料微孔之中，然后利用_塔的加熱_處理，_可以形成量少但 SO2濃度高的氣體，之后_會(huì)轉(zhuǎn)化成有價(jià)值的副產(chǎn)品，如液態(tài) SO2 、單體硫磺、濃硫酸等。在添加NH3的條件下，NOx_可以在吸附劑催化作用下直接生成氮?dú)夂退湃氪髿庵校@個(gè)過(guò)程也能直接除掉煙氣中的塵。
2） NO×SO 法
在 1982 年，美國(guó)開(kāi)始進(jìn)行活性氧化鋁吸附法脫硫脫硝技術(shù)的研究。這一種吸附劑是以 r-氧化鋁為基本的載體，利用堿或堿成分鹽溶液，比如可以利用碳酸鈉溶液噴涂載體，之后讓浸泡過(guò)的吸附劑加熱、干燥，去除其殘余水分后制成。NOx和SO2 接觸帶有堿或堿土金屬成分的吸附劑之后，可以實(shí)現(xiàn) NOx 和 SO 2 大限度的吸附處理。其_過(guò)程也_是在溫度達(dá)到 600℃左右加熱，讓NOx 能夠釋放，然后再將其循環(huán)送入鍋爐的燃燒器之中，當(dāng)其濃度達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)后_會(huì)形成化學(xué)平衡，只有N2 ，不會(huì)_成 NOx，抑制NOx 的生成。
3） CuO 吸附法
這一方式在進(jìn)行脫硫脫硝處理中主要是利用CuO/Al2O3 或 CuO/SiO2 作吸附劑 （其中的 CuO 含量在 4%～6%之間），整個(gè)反應(yīng)包含：
1、在吸附器之中，處于 300-450℃的溫度條件時(shí)，SO2與吸附劑相互反應(yīng)，會(huì)形成CuSO4 ，滿(mǎn)足脫硫的要求；在進(jìn)行脫硝的時(shí)候，則是因?yàn)?CuO 與生成的 CuSO4針對(duì)NH3 所還原的 NOx 本身帶有較高的催化作用，并且與 SCR 法相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)脫硝處理。
2、_器之中利用H2或CH4還原，在還原之后，Cu或 Cu2O 在吸附劑處理器之中主要是通過(guò)空氣氧化或煙氣氧化形成 CuO，也可以重復(fù)使用。該方式主要是在吸附溫度達(dá)到750℃時(shí)達(dá)到_過(guò) 90%的脫硫脫硝效果，不會(huì)出現(xiàn)新的廢棄物，沒(méi)有二次污染，能達(dá)到 99.9%的除塵率。但反應(yīng)的溫度偏高，需要為裝置加熱，并且吸附劑的制備成本也較高。

三、我國(guó)煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
在我國(guó)煙氣治理中，脫硫是重點(diǎn)，其技術(shù)主要是選擇濕式石灰石-石膏法，也可以考慮電子束照射法和海水脫硫法等，其可以達(dá)到_過(guò) 90%的脫硫效率。目前，脫硝還處于發(fā)展階段，主要是利用 SCR 催化還原法。近幾年，我國(guó)對(duì)于氨氧化物的排放也制定了相應(yīng)的措施與政策，構(gòu)建了脫硝示范工程，并且對(duì)于脫硫脫硝技術(shù)的重視度也在不斷提升。活性炭 （焦） 也是主要的脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展方向，本工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：
1、能達(dá)到 98%的脫硫率，并且在 100~200℃的低溫下也可以達(dá)到 80%的脫硝率；
2、經(jīng)過(guò)處理之后，煙氣排放無(wú)需進(jìn)行熱處理；
3、不會(huì)使用水，因此沒(méi)有二次污染；
4、吸附劑來(lái)源廣泛，也不會(huì)有中毒的問(wèn)題出現(xiàn)，只需要將消耗的部分補(bǔ)充即可；
5、對(duì)于廢氣之中包含 HCl、HF、汞等污染物都可以進(jìn)行深度處理；
6、帶有除塵的功能，其出口的排塵濃度要低于 10mg/m 3 ；
7、實(shí)現(xiàn)高純硫磺、液態(tài)SO 2 、濃硫酸等副產(chǎn)品的回收；
8、建設(shè)費(fèi)用較低，并且運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程_經(jīng)濟(jì)，占地面積偏小。
使用本工藝的主要缺點(diǎn)在于：
1、活性炭的價(jià)格較高，在實(shí)際的_、吸附之中也存在較大損耗；其揮發(fā)分較低，不利于脫硝的處理，但可以用活性焦替代活性炭，實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的控制。
2、吸附法脫硫必會(huì)有_頻繁、脫硫速率較慢、脫硫容量低等問(wèn)題，阻礙其推廣應(yīng)用。
3、噴射氨可以提高活性炭的實(shí)際黏附力，導(dǎo)致吸收塔之中的氣流出現(xiàn)不均勻分布，同時(shí)因?yàn)榇嬖诎?，?huì)導(dǎo)致管道被腐蝕與堵塞，也容易出現(xiàn)二次污染。
4、由于解吸塔和吸收塔需要長(zhǎng)距離傳輸，會(huì)損壞活性炭。

經(jīng)過(guò)發(fā)展，這一技術(shù)能夠達(dá)到 90%的脫硫脫硝率，近幾年，也有相關(guān)研究人員將微波技術(shù)與活性炭吸附相互結(jié)合，利用微波誘導(dǎo)催化還原脫硫脫硝技術(shù)。這一種技術(shù)是以活性炭為氨氧化物載體，在朝著活性炭床添加微波能之后，_能滿(mǎn)足實(shí)際要求，達(dá)到 96%以上的脫硫脫硝率。

總而言之，隨著煙氣排放問(wèn)題的不斷加劇，環(huán)保法律也變得越來(lái)越嚴(yán)格。所以現(xiàn)階段應(yīng)該考慮一些低成本、穩(wěn)定運(yùn)行、效率高的技術(shù)，這是技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。但是脫硫脫硝技術(shù)具有良好的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，加上國(guó)外的研究還不夠完善，所以我國(guó)還需要加大這一塊的研究。