蘇 新

（安徽皖欣環(huán)境工程有限公司，安徽 合肥 230601）

我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程正在不斷推進(jìn)，隨之而來(lái)造成的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，尤其是大氣污染，所造成的全球變暖已經(jīng)是人類需要共同關(guān)注的話題，這不僅僅是環(huán)境問(wèn)題，更威脅到人類的生存。一些工業(yè)企業(yè)的燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣，包含大量氮氧化物和硫化物，它們是造成大氣污染的主要原因之一。因此，開(kāi)發(fā)新能源、發(fā)展新技術(shù)以減少大氣污染迫在眉睫。

1 煙氣脫硫脫硝技術(shù)的重要意義

近年來(lái)，我國(guó)的空氣質(zhì)量問(wèn)題較為嚴(yán)重，很多地區(qū)都出現(xiàn)了霧霾天氣，這對(duì)于人們的生活質(zhì)量和健康都造成了很大的影響。根據(jù)霧霾的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，硝酸鹽和二次硫酸是霧霾中占比較大的兩種污染物，這兩種污染物通常情況下主要由二氧化硫、氮氧化物等反應(yīng)形成，二氧化硫、氮氧化物等物質(zhì)的主要的來(lái)源是工業(yè)煤煙的排放。二氧化硫的來(lái)源較為廣泛，一旦排放超標(biāo)，會(huì)對(duì)人體造成很大的傷害，如二氧化硫會(huì)進(jìn)入人體的呼吸道或毛孔，使人們產(chǎn)生惡心、嘔吐等刺激情況。同時(shí)，二氧化硫和氮氧化物也是造成酸雨、溫室效應(yīng)等情況的主要原因，很大程度上威脅到人類賴以生存的自然環(huán)境。脫硫脫硝技術(shù)是有效解決煙氣中污染物對(duì)空氣污染的有效方式，脫硫可以脫去煙氣中的二氧化硫產(chǎn)物，脫硝則是脫去煙氣中的氮氧化物，這兩種氣體物質(zhì)的有效脫除，對(duì)于環(huán)境是非常有利的。所以，脫硫脫硝技術(shù)的使用和發(fā)展?jié)M足了社會(huì)的需要，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，企業(yè)要想得到長(zhǎng)久的發(fā)展就需要自覺(jué)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，不斷更新自己的設(shè)備，加大脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步推進(jìn)保護(hù)環(huán)境工作。對(duì)于國(guó)家來(lái)說(shuō)，指導(dǎo)并監(jiān)督企業(yè)應(yīng)用脫硫脫硝技術(shù)是促進(jìn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的重要方式。煙氣脫硫脫硝技術(shù)有效地保護(hù)了自然環(huán)境，響應(yīng)了環(huán)保的號(hào)召，對(duì)于實(shí)現(xiàn)環(huán)境和資源經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有重要的推進(jìn)作用和意義。

2 煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 氨法脫硫

氨法脫硫在煙氣的濕法脫硫技術(shù)中較為常見(jiàn)，是有效實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫的途徑之一。氨法脫硫技術(shù)主要通過(guò)氨水吸收劑與煙氣中的二氧化硫進(jìn)行反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)脫硫。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用氨法脫硫技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硫時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)97%的脫硫率，并且該技術(shù)的氨水作為吸收劑運(yùn)用時(shí)利用率較高，消耗能源較少，氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用后的產(chǎn)物可以作為農(nóng)產(chǎn)品所需的肥料。雖然使用氨法脫硫技術(shù)可以適用于我國(guó)現(xiàn)有的需求特點(diǎn)，但是仍然存在一些缺點(diǎn)和不足，如在使用這一方法時(shí)無(wú)法對(duì)廢氣進(jìn)行徹底凈化，在運(yùn)行過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生其它的污染大氣的物質(zhì)，雖然氨法脫硫的產(chǎn)物可以用作肥料，但由于肥料的銷售情況不穩(wěn)定，在市場(chǎng)上也受到很多因素的影響，因此導(dǎo)致氨法脫硫技術(shù)的利潤(rùn)會(huì)有一定波動(dòng)，無(wú)法得到保障[1]。

2.2 石灰石脫硫

石灰石脫硫法也是在煙氣脫硫技術(shù)中常用的一種方式，石灰石脫硫法主要是應(yīng)用石灰石與石膏的濕法脫硫，利用碳酸鈣等固體物質(zhì)，在其形成料漿之后應(yīng)用于煙氣脫硫技術(shù)當(dāng)中，主要過(guò)程是將堿性料漿和煙氣發(fā)生作用和反應(yīng)，煙氣中的硫化物質(zhì)有效地溶于水，在與碳酸鈣的漿液接觸后形成亞硫酸鈣。該技術(shù)可以達(dá)到95%-99%的脫硫率，效率較高，穩(wěn)定性較好，并且在這一強(qiáng)氧化反應(yīng)的過(guò)程中，石膏作為石灰石脫硫法的產(chǎn)物之一，可以應(yīng)用在很多領(lǐng)域，但如何處理大量的石膏也是需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。使用石灰石脫硫法既能夠有效地防止空氣污染，又能夠使產(chǎn)物在恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞较碌玫綉?yīng)用。

2.3 SDS干法脫硫

SDS脫硫是利用脫硫劑（NaHCO3）超細(xì)粉與煙氣充分混合、接觸，在催化劑和促進(jìn)劑的作用下，與煙氣中SO2快速反應(yīng)（如圖1所示）。在反應(yīng)器、煙道及布袋除塵器內(nèi)，脫硫劑超細(xì)粉一直與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)快速、充分，在2秒內(nèi)即可生產(chǎn)副產(chǎn)物Na2SO4。通過(guò)布袋回收副產(chǎn)物，作為化工產(chǎn)品加以利用。

圖1 SDS干法脫硫技術(shù)流程圖

2.4 半干法脫硫

半干法脫硫采用石灰作為脫硫吸收劑，將石灰研磨成細(xì)粉狀，與水混合攪拌成吸收漿液，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除。干粉狀的脫硫產(chǎn)物進(jìn)入布袋除塵器后，進(jìn)行凈化除塵，除塵后的凈煙氣滿足大氣排放要求，可以經(jīng)由風(fēng)機(jī)抽引送到煙囪，排入大氣。該法脫硫過(guò)程無(wú)廢水排放，脫硫副產(chǎn)品呈干態(tài)。但脫硫后除塵負(fù)荷大大增加，煙塵特性改變大，煙道磨損增加，除塵難度加大，投資和運(yùn)行費(fèi)用增加。

3 煙氣脫硝技術(shù)現(xiàn)狀

3.1 低氮燃燒技術(shù)

脫硝技術(shù)一般可以應(yīng)用于物質(zhì)燃燒的每個(gè)階段當(dāng)中，在物質(zhì)燃燒前進(jìn)行脫硝所需成本較高，所以一般不在燃燒前進(jìn)行脫硝，在物質(zhì)燃燒中進(jìn)行脫硝的方法就是低氮燃燒，低氮燃燒技術(shù)分為空氣分級(jí)燃燒技術(shù)和煙氣再循環(huán)技術(shù)。低氮燃燒主要的工作原理是通過(guò)對(duì)燃燒條件的改變，進(jìn)而改變?nèi)紵^(guò)程中生成的產(chǎn)物，減少氮氧化物的排放量，降低空氣污染。低氮燃燒會(huì)改變空氣的成分和混合方式，降低空氣的含量，從而控制燃燒過(guò)程中的溫度，進(jìn)而減少污染物的形成。這種方法在煙氣脫硝技術(shù)中較為常見(jiàn)，使用成本也較低。但該技術(shù)也有較大不足，如脫硝率較低，燃料沒(méi)有充分燃燒以及對(duì)未完全燃燒的產(chǎn)物處理較為困難等，影響脫硝的效率。

3.2 選擇性非催化還原技術(shù)

選擇性非催化還原技術(shù)主要是在燃燒后使用，在使用選擇性非催化還原技術(shù)時(shí)，必須要在800攝氏度至1 000攝氏度的高溫下進(jìn)行，使煙氣中的氮氧化物與氨類化合物充分發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)?，減少煙氣中的氮元素的含量，進(jìn)而減少煙氣中氮氧化物的排放量，并且在高溫下進(jìn)行反應(yīng)可以保證物質(zhì)的活化反應(yīng)，減少使用催化劑，較好地控制氮氧化物與氨類化合物發(fā)生反應(yīng)的程度，這一方法的操作較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用成本也比較低，但是其脫硝效率只有30%左右，脫硝率過(guò)低，容易造成二次污染，這一方法還有待改進(jìn)[2]。

3.3 選擇性催化還原技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)也是在燃燒后進(jìn)行的方法之一，其主要工作原理是在煙氣中的氮氧化物與氨進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程中使用催化劑，產(chǎn)生水和氮?dú)?，使用這一方法的脫硝率較高，大概在90%左右，但是這一方法需要使反應(yīng)環(huán)境嚴(yán)格控制在300攝氏度至400攝氏度之間。選擇性催化還原技術(shù)在脫硝時(shí)效率較高，被應(yīng)用的較為廣泛。

4 同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀

4.1 干式脫硫脫硝技術(shù)

干式脫硫脫硝技術(shù)中較為常見(jiàn)的方法是電子束照射法。電子束照射法是目前較為典型、應(yīng)用較廣泛的同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，是一種堿性噴霧的干燥法，這種方法主要是在煙氣進(jìn)入到反應(yīng)器之后，加入氨氣，并使用電子加速器誘發(fā)電子束照射反應(yīng)器中的煙氣，使氧、水蒸氣等分子激發(fā)出高能的自由基，通過(guò)這些自由基使煙氣中的氮氧化物和硫化物在短時(shí)間內(nèi)就可以被氧化，在反應(yīng)器中和氨氣反應(yīng)形成硝酸銨和硫酸銨化肥。使用這一技術(shù)既可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝，又可以保證脫硫脫硝的高效率，并且產(chǎn)物可以用作化肥，有效實(shí)現(xiàn)資源再利用，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展[3]。

4.2 濕式脫硫脫硝技術(shù)

濕式脫硫脫硝技術(shù)中主要有氯酸氧化技術(shù)和配合吸收技術(shù)，氯酸氧化技術(shù)主要用來(lái)脫去煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，通過(guò)氧化吸收塔和堿式吸收塔兩部分進(jìn)行工作，其中氧化吸收塔主要是對(duì)于二氧化硫和一氧化氮以及一些有毒金屬進(jìn)行處理，堿式吸收塔主要用來(lái)對(duì)其他殘余的酸性氣體進(jìn)行處理，使用時(shí)還需要配合氫氧化鈉作為吸收劑。配合吸收法是指金屬螯合物在中性或堿性環(huán)境中配合亞鐵離子，形成新的螯合物，這種螯合物可以吸收一氧化氮形成新的作物，再配合一氧化氮溶解之后的其他污染氣體，但這一技術(shù)還處在初級(jí)發(fā)展階段，應(yīng)用率不太高。

5 煙氣脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展前景

5.1 炭基新型催化技術(shù)

催化技術(shù)是一種新型的技術(shù)，經(jīng)研究數(shù)據(jù)表明，使用炭基新型催化技術(shù)可以有效地提高對(duì)污染物處理的效率，很大程度地改善環(huán)境的質(zhì)量問(wèn)題。炭基新型催化技術(shù)是一種較為清潔、高效的煙氣脫硫脫硝處理技術(shù)。活性炭具有很多的優(yōu)勢(shì)使其可以成為煙氣脫硫脫硝的重要材料之一，如穩(wěn)定性高、孔隙結(jié)構(gòu)大等，活性炭的獲取方法也較為方便，可應(yīng)用的范圍比較廣，并且一般應(yīng)用活性炭處理污染物不會(huì)出現(xiàn)二次污染的問(wèn)題。相關(guān)專家通過(guò)對(duì)目前脫硫脫硝技術(shù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，炭基新型催化技術(shù)可以利用在活性炭上負(fù)載一些稀土金屬或者改變活性炭的化學(xué)性質(zhì)等方式，來(lái)完成脫硫脫硝工作，是一種新型煙氣中脫硫脫硝的技術(shù)。炭基新型催化技術(shù)一般是在低溫下進(jìn)行，使用此方法將活性炭進(jìn)行特殊處理后改變活性炭本身的活性位點(diǎn)和物理屬性，將活性炭的吸附功能改為主要催化的功能，通過(guò)這一方式可以大大提高脫硫脫硝的效率。當(dāng)然，現(xiàn)在仍然存在一些工廠操作不合規(guī)的現(xiàn)象，使用一些劣質(zhì)的高硫煤，不充分燃燒等行為使其產(chǎn)生的污染物種類較多，致使在脫硫脫硝工作中難度較大。所以在煙氣脫硫脫硝工作中要結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)合理地選擇可行的方法，以達(dá)到最高效率的脫硝脫硫，解決空氣污染問(wèn)題[4]。

5.2 改性海水法

在現(xiàn)階段的脫硫脫硝技術(shù)中，針對(duì)船舶尾氣的脫硫脫硝方法可以采用海水法，但是這種方法只能更好地適用于在含硫、硝污染物濃度較低的環(huán)境中，在含硫含硝的物質(zhì)濃度較高時(shí)使用這一方法的效果就不是很顯著了。對(duì)此，相關(guān)專家進(jìn)行了深入研究，研究出改性海水法，這種方法主要的原理是利用電解的方法改變海水性質(zhì)，形成氫氧化鈉溶液，進(jìn)而提高海水的pH值。并且為了解決電解海水所需要大量的電量作為支撐的問(wèn)題，還將海水與氫氧化鎂進(jìn)行混合，改進(jìn)這一方法，提高海水的堿性，但由于氫氧化鎂在船舶當(dāng)中不是常用的物質(zhì)，在運(yùn)行過(guò)程中也不方便隨時(shí)攜帶，所以這一方法也存在一定的局限性，需要進(jìn)一步研究突破。

6 結(jié)論

綜上所述，煙氣中的硫化物和氮氧化物對(duì)于環(huán)境的污染十分嚴(yán)重，煙氣脫硫脫硝技術(shù)是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。目前所廣泛使用的脫硫脫硝技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中有效地改善了其產(chǎn)物對(duì)于空氣污染的程度，但仍存在一定的不足和需要改進(jìn)的地方，相關(guān)專家正在針對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)一步探究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)脫硫脫硝效率更高的技術(shù)，相關(guān)部門應(yīng)加大研究力度，不斷深入煙氣脫硫脫硝技術(shù)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)更高效率地脫硫脫硝，最大程度地避免環(huán)境污染問(wèn)題，促進(jìn)全社會(huì)的綠色可持續(xù)發(fā)展。