文/柏延芳

文/柏延芳

煙氣脫硫脫硝技術(shù)推廣意義

在我國一次性能源構(gòu)成和消費(fèi)中，煤炭所占的比例高達(dá)70%，其中燃煤電廠又是我國耗煤和二氧化硫及氮氧化物排放的大戶。因此，目前我國大氣污染控制領(lǐng)域最為緊迫的任務(wù)之一，就是對(duì)燃煤電廠排放的二氧化硫及氮氧化物的控制。

傳統(tǒng)的脫硫脫硝一體化技術(shù)

石灰石—濕法。這種方法具有不少的優(yōu)點(diǎn)，如原料價(jià)格比較便宜，脫硫率比較高，占有的市場(chǎng)份額比較高，但同時(shí)投資成本比較高，很容易形成二次污染，需要得到比較好的維護(hù)；旋轉(zhuǎn)噴霧半干法，與第一種方法相比，投資成本較低，最終的產(chǎn)物為煙硫酸鈣。

爐內(nèi)噴鈣增濕活化法。該方法脫硫率比較高，相應(yīng)的投資成本比較低，產(chǎn)物也是亞硫酸鈣，但是很容易產(chǎn)生爐內(nèi)的結(jié)渣。

氨法煙氣脫硫法。該法主要以合成氨為原料，需要建立在化肥廠附近，產(chǎn)物主要包括氨硫等。

簡(jiǎn)易濕式脫硝除塵一體化技術(shù)。脫硫脫硝率比較低，但是投資造價(jià)比較低，脫硫的主要原料為燒堿或者廢堿等，需要建立在有廢堿液排放工廠附近，在進(jìn)行有效中和后，然后把產(chǎn)生的廢水輸送到污水處理廠。

在我國一次性能源構(gòu)成和消費(fèi)中，煤炭所占的比例高達(dá)70%，其中燃煤電廠又是我國耗煤和二氧化硫及氮氧化物排放的大戶。因此，目前我國大氣污染控制領(lǐng)域最為緊迫的任務(wù)之一，就是對(duì)燃煤電廠排放的二氧化硫及氮氧化物的控制。

技術(shù)原理分析

在實(shí)際的運(yùn)行過程中，石灰石和石灰作為中和劑的煙氣脫硫技術(shù)得到了最為廣泛的認(rèn)同和應(yīng)用，但是石灰石—石膏煙氣脫硫技術(shù)需要將石灰石粉磨至200到300目，因此還需要建立一座粉磨站，這樣不僅會(huì)增加企業(yè)的項(xiàng)目投資造價(jià)的成本，還會(huì)導(dǎo)致噪聲粉塵污染，另外，脫硫的產(chǎn)物和反應(yīng)物混在一起，在一定程度上提高了鈣硫比，同時(shí)在也增加了其中運(yùn)行的費(fèi)用。如果采用煙氣脫硫脫硝除塵一體技術(shù)，就可以在同一個(gè)裝置內(nèi)完成，這樣就可以利用簡(jiǎn)單的設(shè)備，降低投資成本和運(yùn)行費(fèi)用，大大增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)環(huán)境，防止污染。

采用濕法脫硫，脫硫率比較高，主要產(chǎn)物包括硫酸鈣和亞硫酸鈣的混合物，這種中和產(chǎn)物二次利用可能性比較低，但要做好回收和維護(hù)工作，一旦中和產(chǎn)物的亞硫酸鈣流到河湖中，具有比較強(qiáng)的還原性，在很大程度上會(huì)損耗掉水中的氧氣，導(dǎo)致水中生物大量死亡。

鈣硫比例的控制同樣不能忽視，當(dāng)硫鈣比接近1的時(shí)候，才有可能保證最大限度的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。就目前而言，濕法脫硫的方法很容易把剩余的反應(yīng)物與脫硫的產(chǎn)物無法有效分離，這樣很難實(shí)現(xiàn)理想中的鈣硫比。因此，把反應(yīng)物以顆粒狀態(tài)存在就會(huì)有效解決這個(gè)問題，整個(gè)投資的資金和成本也會(huì)相應(yīng)減少，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益；在實(shí)際的運(yùn)行過程中，比較理想的煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)該保證脫硫率在90%以上，其中中和劑為石灰石，鈣硫比要達(dá)到或者接近1，最終的產(chǎn)物中不能含有亞硫酸鈣等雜志，才能真正降低成本，防止二次污染，實(shí)現(xiàn)全線的自動(dòng)控制，要盡量減少對(duì)周邊企業(yè)的依賴性，有效利用煙氣余熱。這是一種比較理想的煙氣脫硫技術(shù)模式，卻很難真正實(shí)現(xiàn)，

主要原因主要包括以下幾個(gè)方面：在脫硫過程中，石灰石顆粒在脫硫過程中會(huì)迅速溶解，但PH必須小于4，與此同時(shí)，CaCO3的溶解物在PH小于4的情況下，對(duì)二氧化硫就會(huì)喪失吸收能力。在二氧化硫溶于水后，就會(huì)生成亞硫酸和硫酸，與石灰石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，就會(huì)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，同時(shí)會(huì)依附于石灰石顆粒的表面，堆積就會(huì)越來越多，在很大程度上阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去。另外，硫酸鈣和亞硫酸鈣都屬于吸收產(chǎn)物，其中硫酸鈣析出同時(shí)不產(chǎn)生亞硫酸鈣是比較有難的。以上問題能否有效的解決，成為煙氣脫硫技術(shù)工藝能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)以及保證整個(gè)項(xiàng)目裝置有效安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

濕法脫硫脫硝現(xiàn)代化一體技術(shù)

聯(lián)合吸收法

該技術(shù)是通過把金屬螯合物摻加在WFCD內(nèi)來對(duì)SO2和NOx實(shí)現(xiàn)脫除目的的方法，但是，該技術(shù)在操作過程中由于溶液內(nèi)的Fe容易被氧化，再加上較為復(fù)雜的工藝在大規(guī)模中不利于應(yīng)用，因而把同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用亞鐵絡(luò)合物（含有-SH基團(tuán)）作為吸收溶液的新方法，其采用具有強(qiáng)還原性的物質(zhì)的半胱氨酸亞鐵溶液等來對(duì)煙氣內(nèi)的SO2和NOx進(jìn)行吸收、還原，并將其轉(zhuǎn)移至液相。

NaClO2氧化吸收法

該技術(shù)是利用NaClO2溶液吸收煙氣中的NOx的，據(jù)相關(guān)試驗(yàn)研究表明：該技術(shù)對(duì)脫硫脫硝一體化思想較為符合，并且還能有效的結(jié)合當(dāng)今主流的濕法工藝技術(shù)，同時(shí)又節(jié)省了占地面積，對(duì)脫硫脫硝的效率有較高保證等優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)該技術(shù)的生成物較為復(fù)雜，不易二次利用，而且對(duì)設(shè)備還會(huì)造成腐蝕等缺點(diǎn)。

脈沖電暈等離子法

該技術(shù)與電子束法的基本原理基本相同，主要差異主要在于該技術(shù)是加速器電子束是采用高壓電源電暈放電來代替的，而電子束法是通過外電場(chǎng)的加速和陰極電子發(fā)射來獲得的。脈沖電暈技術(shù)在使用過程中，利用窄脈沖電場(chǎng)的快速上升來加速對(duì)高能電子的獲得并形成非平衡狀態(tài)的等離子體，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)大量活性粒子的獲得。

該過程在離去的驅(qū)動(dòng)能耗方面特別小，而寫還有較高的能耗利用率，并對(duì)脫硫脫硝的效果有著較高的成效；在單一過程內(nèi)同時(shí)進(jìn)行脫硫脫銷是該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一，并且該技術(shù)還可以把脫硫脫銷和飛灰收集功能相互結(jié)為一體，當(dāng)前在任何一種氣體所需能量中，該技術(shù)是最低的一種，同時(shí)該技術(shù)沒有在電子加速過程中對(duì)慣性較大的離子加速，因此，該技術(shù)可以說在當(dāng)前的節(jié)能技術(shù)上是最具挖掘潛力的一種新技術(shù)，而且對(duì)鍋爐還不會(huì)造成影響，是當(dāng)前研究的前沿。

尿素同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

尿素同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)是以尿素作為還原劑，然后在反應(yīng)過程中讓尿素溶液與煙氣互相接觸，其中，尿素則反映生成CO2和H2O，Box被還原為N，而SO2則與尿素反應(yīng)生成硫酸銨，反應(yīng)后的煙氣也不會(huì)帶來二次污染，它可以通過煙囪直接進(jìn)行大氣排放，反應(yīng)溶液還可以作為肥料而得到綜合利用。

該技術(shù)在反應(yīng)過程中，鍋爐中的煙氣在經(jīng)過電除塵器后會(huì)從塔底進(jìn)入塔內(nèi)以完成脫硫脫硝的目的，而吸收液則是通過循環(huán)水池進(jìn)經(jīng)水泵增壓已從頂部噴淋下來的，在塔內(nèi)氣液兩項(xiàng)完成吸收和洗滌的過程，而后尾液則通過塔底進(jìn)入循環(huán)池和沉淀池以沉淀分離，上部尾液泵經(jīng)過分離后進(jìn)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)物是可實(shí)現(xiàn)回收利用的銨肥。

煙氣脫硫脫硝工藝研究進(jìn)展

活性炭法：對(duì)于低濃度的NOX活性炭法法有很高的吸附能力，同時(shí)，對(duì)于低濃度SO2也有著很好的脫除效果，因此，活性炭的同時(shí)脫除SO2和NOX的利用有著很好的商業(yè)前景。

H2O2法。該方法是在作為一種強(qiáng)氧化劑的條件下，可以將煙氣中的NO快速有效的氧化到高價(jià)態(tài)，然后再通過利用濕法脫硫漿液或者堿液的方法將其吸收。研究表明，H2O2的濃度不同脫硝效率也不同，隨著提高H2O2和尿素兩者的溶液濃度，其脫硝效率也相應(yīng)提高，氧氣體積濃度＞6%，在pH-3.3，溶液溫度＜45℃時(shí)，加入金屬催化劑后SO2和NOX可達(dá)到95%以上的脫除效率。

生物質(zhì)。生物質(zhì)燃料特點(diǎn)：低灰份、低氮、低含硫率、高揮發(fā)份；研究表明，鍋爐燃燒時(shí)將部分常規(guī)原料以生物質(zhì)燃料來替代，既可以吸收混合燃料中的NOX，還可以對(duì)污染物降低排放，應(yīng)用前景非常高。研究表明，在分別采用木屑、谷殼和干污泥等三種生物質(zhì)燃料作為鍋爐燃料時(shí)，分別可以到達(dá)64%、55%、43%的NO還原效果。

5.4微波法。加熱速度快、加熱均勻、穿透性強(qiáng)是微波加熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)；其功率在560W時(shí)，可以達(dá)到80%左右的脫硝效率。O2、CO2以及水蒸汽共存煙氣對(duì)微波輻照的影響，通過最優(yōu)試驗(yàn)條件，取得了SO2、NOX到達(dá)90%的脫除效果。