熊祥林

【摘 要】在我國工業(yè)化發(fā)展過程中，如何解決生態(tài)污染問題成為當(dāng)下工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中至關(guān)重要的一個(gè)研究方向。由于二氧化硫以及氮氧化物是造成酸雨以及光化學(xué)煙霧的主要成因，所以只有通過研究如何控制氮氧化物以及二氧化硫的排放才能有效治理環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)研制的分部脫硫技術(shù)雖然已經(jīng)取得了一定的成效，但是在使用過程中也存在諸多缺點(diǎn)，正是這樣具有運(yùn)行成本低、工作性能良好的一體化脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為我國環(huán)境治理提供了有效途徑。

【Abstract】In the process of industrialization of China， how to solve the problem of ecological pollution has become a crucial research direction in the process of industrialization. Because of the sulfur dioxide and nitrogen oxides are the main causes of acid rain and photochemical smog， so only through the study the emissions of nitrogen oxides and sulfur dioxide can we effectively control environmental pollution problems. The traditional desulfurization technology developed has yielded some results， but there are also many disadvantages in the use of the process， so the integration technology with the desulfurization with low operation cost and good performance of desulfurization and denitrification came into being， which provides an effective way for environmental governance in China.

【關(guān)鍵詞】煙氣；脫硫；脫硝；一體化技術(shù)

【Keywords】flue gas； desulfurization； denitrification； integration technology

【中圖分類號(hào)】TF704.3；TQ534.9 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0121-02

1 引言

火電廠釋放的煙氣中含有大量的二氧化硫以及氮氧化物，兩種物質(zhì)都能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境以及水文地質(zhì)造成嚴(yán)重的破壞作用，且近年來影響不斷加大，因此需要加大研究，以保護(hù)環(huán)境。在世界生態(tài)環(huán)境保護(hù)人員的大力宣傳與號(hào)召下，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到氮氧化物以及二氧化硫?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境的逐漸蠶食，凈化煙氣中有害物質(zhì)的排放已經(jīng)成為眾多國家的共識(shí)。我國在這個(gè)過程中也發(fā)展出了脫硫脫硝裝置，但是由于其工作方式較為單一，不能帶來良好的脫硫脫硝效果，因此有關(guān)人員對(duì)脫硫脫硝進(jìn)行了進(jìn)一步開發(fā)，研制出了聯(lián)合的脫硫脫硝裝置，從而為煙氣凈化與治理提供了有力的解決渠道。

2 脫硫脫硝一體化裝置設(shè)計(jì)

脫硫脫硝裝置的種類眾多，也存在很多單獨(dú)的脫硫裝置與脫硝裝置。但是隨著我國對(duì)煙氣排放提出了越來越為嚴(yán)格的要求，以及單獨(dú)脫硫脫硝的裝置在嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境下暴露出越來越多的缺陷之后，有關(guān)研究人員在不斷開發(fā)與研制過程當(dāng)中，將脫硫裝置與脫硝裝置進(jìn)行了聯(lián)合，自此脫硫脫硝裝置便應(yīng)運(yùn)而生。

2.1 流程設(shè)計(jì)

旋風(fēng)器首先會(huì)對(duì)經(jīng)過的煙氣進(jìn)行第一次的清除工作，對(duì)煙氣中包含的大型的顆粒物質(zhì)進(jìn)行回收，之后進(jìn)行的脫硫脫氮以及除塵工作通過自激式除塵器進(jìn)行處理[1]，然后再通過使用沖擊淋洗塔再次進(jìn)行脫硫脫氮以及除塵工作，在最后的工序中通過汽水分離裝置將物質(zhì)分離開來，并進(jìn)行最后一次的脫硫脫氮以及除塵工作。

2.2 物料衡算

物料衡算的核心要義即是在遵循物質(zhì)能量守恒的基礎(chǔ)上開展脫磷脫硫的一體化設(shè)計(jì)，從而得到某種工藝設(shè)計(jì)中材料設(shè)備比以及金額計(jì)算與物流定額的平衡方式。物料衡算在工藝設(shè)計(jì)中具有至關(guān)重要的作用，對(duì)設(shè)計(jì)反應(yīng)器以及管道的選擇都具有重要的作用意義。

2.3 熱量計(jì)算

熱量計(jì)算的基礎(chǔ)是遵循熱力學(xué)第一定律開展計(jì)算工作的，通過對(duì)熱量進(jìn)行計(jì)算的方式來衡算工業(yè)設(shè)計(jì)中需要的物料總量。熱量計(jì)算需要開展物料采集，并在物料中提取相應(yīng)的能量，諸如在日常生活中較為常見的動(dòng)能與熱能等，其中火電廠最為常見的能量是熱能。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 催化劑的制備

催化劑的制備方式分為浸漬沉淀法、多組分浸漬法以及共混法等。在開展浸漬沉淀法的過程中，首先需要配置0.75mol/L硝酸銅以及0.5mol/L偏釩酸銨溶液作為備用溶液，選擇適量的分子篩顆粒當(dāng)作催化劑的主要載體，將其烘焙過后與酸性溶液放在一起進(jìn)行混合，當(dāng)浸漬時(shí)間達(dá)到兩個(gè)小時(shí)之后再向其中添加偏釩酸銨溶液，并將溶液的pH值調(diào)配成堿性，然后對(duì)溶液進(jìn)行焙燒與干燥處理，并將處理之后的溶液放置在反應(yīng)器當(dāng)中，為接下來的實(shí)驗(yàn)做好充足準(zhǔn)備；在進(jìn)行多組分浸漬法時(shí)，將分子篩顆粒加入偏釩酸銨溶液當(dāng)中，然后對(duì)溶液進(jìn)行焙燒與干燥處理，然后再與硝酸銅溶液進(jìn)行混合與浸漬，混合浸漬之后對(duì)其進(jìn)行焙燒與干燥。為了確保負(fù)載量，可以對(duì)溶液進(jìn)行重復(fù)浸漬處理，然后將處理之后的物質(zhì)放置在反應(yīng)器中準(zhǔn)備接下來的實(shí)驗(yàn)；其三在進(jìn)行共混法中，需要把硝酸銅溶液與偏釩酸銨溶液按照一定的比例進(jìn)行混合，并在混合溶液中加入一定質(zhì)量的分子篩粉末，將兩者進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，并在其中加入適量比例的水，做好催化劑的雛形，然后將催化劑做成顆粒形狀，并將顆粒尺寸做成5mm左右，對(duì)催化劑顆粒進(jìn)行焙燒與干燥，然后將制備的催化劑放在反應(yīng)器當(dāng)中，準(zhǔn)備接下來的實(shí)驗(yàn)。endprint

3.2 實(shí)驗(yàn)步驟

其一，適當(dāng)調(diào)節(jié)位于一、二位置處的三通閥門，當(dāng)有經(jīng)過流量計(jì)定量設(shè)計(jì)計(jì)算過的煙氣擴(kuò)散到空氣中時(shí)，通過燃燒分析儀對(duì)模擬煙氣進(jìn)行分析，分析出煙氣在反應(yīng)發(fā)生之前含有的二氧化硫以及氮氧化物的有關(guān)含量；其二，調(diào)節(jié)一、二、三位置處的三通閥門，當(dāng)有經(jīng)過流量計(jì)定期合理計(jì)算過的空氣擴(kuò)散到空氣中時(shí)，經(jīng)過換熱器后進(jìn)入到反應(yīng)器當(dāng)中，然后開始進(jìn)行脫硫脫硝的催化化學(xué)反應(yīng)，并通過燃燒分析儀對(duì)煙氣進(jìn)行分析，對(duì)反應(yīng)之后煙氣中含有的二氧化硫以及氮氧化物的含量進(jìn)行檢驗(yàn)分析；其三，對(duì)三通閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，混合氣體擴(kuò)散進(jìn)入反應(yīng)器當(dāng)中，發(fā)生催化反應(yīng)，然后利用填料吸收塔吸收三氧化硫與殘留的氣體，然后通過干燥器進(jìn)行干燥處理，最后利用燃燒分析儀對(duì)煙氣中二氧化硫與氮氧化物的含量進(jìn)行檢測(cè)與分析，并通過測(cè)量聯(lián)合一體化脫硫脫氮裝置來檢測(cè)二氧化硫與氮氧化物的含量。

3.3 催化劑的表征

催化劑表征是檢驗(yàn)催化劑質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)，其主要的指標(biāo)中包含微觀指標(biāo)、宏觀指標(biāo)、動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。催化劑動(dòng)力學(xué)指標(biāo)中只要包含穩(wěn)定性、選擇性以及活動(dòng)性三大實(shí)用指標(biāo)；催化劑微觀結(jié)構(gòu)指標(biāo)中主要包含結(jié)構(gòu)缺陷以及表面結(jié)構(gòu)等指標(biāo)；催化劑宏觀結(jié)構(gòu)指標(biāo)主要包含機(jī)械強(qiáng)度、比表面、孔結(jié)構(gòu)、密度以及幾何形狀與粒度等指標(biāo)。

4 結(jié)果與討論

本文對(duì)兩種吸收方案進(jìn)行了介紹，其中包括水吸收方案以及堿吸收方案，并詳細(xì)列出了經(jīng)過堿吸收方案之后煙氣的脫硫脫硝效果圖，發(fā)現(xiàn)通過運(yùn)用堿吸收方案之后，起到了良好的脫硫脫硝效果，其效率幾乎達(dá)到了100%的顯著效果。盡管處在高空速的環(huán)境之下，脫硝的效果有輕微的下降趨勢(shì)，但是在效率上還是達(dá)到了98%的效果，對(duì)堿吸收方案達(dá)到的良好效果進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)堿吸收方案在運(yùn)行過程中，堿吸收液中吸收了含量眾多的亞硫酸根離子、亞硝酸離子以及硫酸根離子；對(duì)經(jīng)過水吸收方案之后煙氣的脫硫脫硝效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)二氧化硫處在低空速的環(huán)境當(dāng)中時(shí)被完全脫除。但是當(dāng)煙氣處在有氧條件下時(shí)，一氧化碳就會(huì)與氧氣結(jié)合并生成二氧化碳，可以得出當(dāng)使用水吸收方案時(shí)，二氧化碳就會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸與一氧化氮，所以水吸收方案并不能起到良好的脫硫脫硝效果。

5 結(jié)語

煙氣的處理已經(jīng)上升到世界各國面臨的主要問題之一，其造成的生態(tài)環(huán)境污染對(duì)于人類賴以生存的家園以及生態(tài)環(huán)境具有嚴(yán)重的破壞作用。為此，為了有效提升對(duì)于煙氣中二氧化硫以及氮氧化物的治理能力，我國逐漸從單一的脫硝脫硫設(shè)備發(fā)展成了聯(lián)合一體化的脫硫脫硝裝置，其在煙氣的脫硫脫硝中凸顯出了高效便利的顯著優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行脫氧脫硝的實(shí)驗(yàn)流程當(dāng)中總結(jié)出了新型反應(yīng)器可以對(duì)反應(yīng)之后的尾氣進(jìn)行加熱處理，從而顯著提高能源的利用效果，同時(shí)還可以發(fā)揮脫硫脫硝的效果。催化劑的制備也有眾多方式與途徑，其中浸漬沉淀法是較為理想的催化劑制備方法之一，同時(shí)使用堿吸收方案可以有效地發(fā)揮脫硫脫硝效果，效率顯著高于水吸收方案。

【參考文獻(xiàn)】

【1】黃利華.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的發(fā)展[J].科技展望，2015（28）：97.endprint