摘 要：煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)是將脫硫脫硝技術(shù)合并在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，目前國(guó)際雖研發(fā)出多種一體化裝置，但大多并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，大部分仍處于研發(fā)或中間試驗(yàn)階段，從多種技術(shù)角度論述了煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)今后該類技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。a

關(guān)鍵詞：絡(luò)合；炭基；尿素；脈沖電暈

中圖分類號(hào)：X70 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)是將脫硫脫硝技術(shù)合并在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，目前國(guó)際雖研發(fā)出多種一體化裝置，但大多并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，大部分仍處于研發(fā)或中間試驗(yàn)階段，按照脫除機(jī)理可分為聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)和同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中則以金屬氧化物為主要活性組分的一體化吸收進(jìn)行聯(lián)合脫硫脫硝等技術(shù)，相比較而言，同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)才是真正意義上的一體化脫硫技術(shù)，文章對(duì)多種一體化技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并對(duì)今后發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

1 金屬氧化物一體化技術(shù)

氧化銅干法吸收在適宜的溫度環(huán)境中不僅可很好地吸收SO2，且吸收劑也可實(shí)現(xiàn)良好再生，甚至可實(shí)現(xiàn)再生溫度基本等同于吸收溫度而簡(jiǎn)化流程。應(yīng)用中為提高脫硫劑內(nèi)脫硫組分的利用效率、防止銅催化劑燒結(jié)、提高其耐熱性和抗毒性能而常將氧化銅分散的固定在多孔載體上，多種載體比較而言硫酸鹽的生成反應(yīng)活性更低，因此試劑表面積大小并不影響載體活性，而硅基樣品活性則大致等同于純微晶CuO載體特性。

該技術(shù)雖在很大程度上增大了煙氣與催化劑的接觸面積，但催化劑在通過反應(yīng)器過程中的磨損成本和壓降將大幅度的提高運(yùn)行成本，因而促成了移動(dòng)床的開發(fā)，在移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)煙氣以錯(cuò)流形式流經(jīng)含有催化劑的填料床導(dǎo)致其在重力作用下緩慢向下移動(dòng)，因移動(dòng)床屬于錯(cuò)流裝置，因此催化劑流量在接近化學(xué)計(jì)量比時(shí)脫硫效率達(dá)到最大值，同時(shí)因催化劑作為填料并且床層移動(dòng)緩慢，因而可忽略反應(yīng)器內(nèi)催化劑的磨損。過程中的硫化程度可分為表面硫化、輕度硫化和深層硫化幾個(gè)階段，因應(yīng)避免反映溫度和載銅量不應(yīng)過高以免深層硫化導(dǎo)致降低催化劑性能。

2 濕法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

2.1 絡(luò)合吸收法

當(dāng)前大多聯(lián)合濕法技術(shù)多采用在WFCD內(nèi)摻加金屬螯合物來實(shí)現(xiàn)脫除SO2和NOx的目的，但過程中溶液內(nèi)的Fe易被氧化且工藝復(fù)雜而不利于大規(guī)模應(yīng)用，因而開辟了用含有-SH基團(tuán)的亞鐵絡(luò)合物作為吸收液的同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，其采用半胱氨酸亞鐵溶液等具有強(qiáng)還原性的物質(zhì)來吸收、還原煙氣內(nèi)的SO2和NOx，并將其轉(zhuǎn)移至液相。

2.2 NaClO2氧化吸收法

自上世紀(jì)70年代末多位外國(guó)學(xué)者則嘗試用NaClO2溶液吸收煙氣中的NOx，國(guó)內(nèi)華北電力大學(xué)劉風(fēng)等通過自行設(shè)計(jì)的小型鼓泡反應(yīng)器進(jìn)行了對(duì)煙氣的同時(shí)脫硫脫硝試驗(yàn)研究，并實(shí)現(xiàn)了在最佳條件下非常高的脫硫脫硝效果；總之該技術(shù)符合脫硫脫硝一體化思想，并能與當(dāng)今主流濕法工藝實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合，同時(shí)可減少占地面積，保證較高的脫硫脫硝效率等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)該技術(shù)的生成物相對(duì)復(fù)雜而不易進(jìn)行二次利用，并會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

2.3 脈沖電暈等離子法

該技術(shù)原理基本等同于電子束法，其差異主要在于電子束法是通過陰極電子發(fā)射和外電場(chǎng)的加速獲得，而脈沖電暈則是采用高壓電源電暈放電來代替加速器電子束的。過程中其利用快速上升的窄脈沖電場(chǎng)加速獲得高能電子并形成非平衡等離子體狀態(tài)，通過獲得的大量活性粒子，該過程驅(qū)動(dòng)離子的能耗非常小，能量利用率較高，并可獲得較高的脫硫脫硝效果，該技術(shù)可在單一的過程內(nèi)同時(shí)脫硫和硝，并可集脫硫脫硝和飛灰收集的功能于一體，該技術(shù)一次性治理所消耗的能量低于當(dāng)前治理任何一種氣體所需要的能量，同時(shí)在電子加速過程中對(duì)慣性較大的離子則沒有加速，因此該技術(shù)在節(jié)能上有很大的潛力，并不影響鍋爐的安全運(yùn)行，而成為當(dāng)前研究的前沿。

2.4 尿素同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

該技術(shù)是將尿素作為一種還原劑，反映過程中煙氣與尿素溶液相互接觸，其中的NOx被還原為N，尿素則反映生成CO2和H2O，而SO2則與尿素反應(yīng)生成硫酸銨，反應(yīng)后的煙氣可直接通過煙囪進(jìn)行大氣排放而不會(huì)帶來二次污染，反應(yīng)溶液則可作為肥料綜合利用；反應(yīng)過程中鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器后從塔底進(jìn)入吸收塔內(nèi)完成脫硫脫硝，吸收液則通過循環(huán)水池經(jīng)水泵增壓自頂部噴淋而下，氣液兩項(xiàng)在塔內(nèi)完成洗滌和吸收的過程，尾液則流向塔底進(jìn)入循環(huán)池和沉淀池并在沉淀池內(nèi)沉淀分離，分離后的上部尾液泵入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，分離池底部的灰渣泵進(jìn)入灰渣池進(jìn)行進(jìn)一步分離，分離液回循環(huán)池，該技術(shù)的副產(chǎn)物為銨肥可實(shí)現(xiàn)回收利用，因此其具有較好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

3 其他方法

3.1 炭基材料法

該技術(shù)采用具有獨(dú)特空隙結(jié)構(gòu)和表面活性官能團(tuán)的炭基材料，該類材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐酸耐堿并可實(shí)現(xiàn)再生利用，當(dāng)前采用的炭基材料主要包括活性炭、活性焦、活性碳纖維和活性半焦等。采用活性焦脫硫脫硝技術(shù)采用類似于吸附塔的活性焦流化床吸附器作為主要反映設(shè)備，在吸附器內(nèi)煙氣中的SO2被氧化為SO，并溶于水生成稀硫酸氣溶膠，之后由活性焦吸附，吸附SO后的活性焦進(jìn)入脫吸器進(jìn)行加熱再生而實(shí)現(xiàn)活性炭的重復(fù)利用。

3.2 氯酸氧化法

氯酸氧化屬于一種濕式工藝，其可同時(shí)脫硫脫氮，且去除效果均可達(dá)95%以上，氯酸一般由氯酸鈉電解得到來氧化煙氣中的SO2和NOx，該過程一般在氧化塔內(nèi)進(jìn)行，后續(xù)工藝則一般采用Na2S和NaOH來吸收煙氣中殘余的酸性氣體，整個(gè)吸收過程在堿式吸收塔內(nèi)完成，采用強(qiáng)氧化劑進(jìn)行脫硫脫硝具有催化活性高等優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)易對(duì)設(shè)備造成較強(qiáng)腐蝕，同時(shí)氧化劑回收以及吸收廢氣的溶液的處理具有較大的難度。

4 一體化技術(shù)展望

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量可行的新的廢氣處理技術(shù)被引入煙氣治理，如高效液相催化氧化法以及膜分離技術(shù)等勢(shì)必在今后可促進(jìn)技術(shù)成熟可行的治理方法的出現(xiàn)。在諸多處理技術(shù)中雖各自有各自的優(yōu)點(diǎn)，但大多尚處于試驗(yàn)研究階段，許多技術(shù)在降低能耗、降低投資以及減少二次污染等方面需要改進(jìn)，但脫硫脫硝一體化技術(shù)為煙氣凈化指明了方向，因而應(yīng)建立更加完整的脫硫脫硝配套產(chǎn)業(yè)技術(shù)，并對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行不斷完善和應(yīng)用方可更好的處理鍋爐煙氣，達(dá)到更好的效果。

結(jié)語(yǔ)

脫硫脫硝一體化技術(shù)是控制鍋爐煙氣內(nèi)SO2和NOx最為有效的途徑，同時(shí)良好的技術(shù)尚應(yīng)具備同時(shí)脫汞的目的，但由于脫硫脫硝一體化技術(shù)具有工藝流程復(fù)雜，易造成氨泄漏等缺點(diǎn)，因而在今后應(yīng)著力發(fā)展高效、經(jīng)濟(jì)的脫硫脫硝一體化技術(shù)。

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