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煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究

文檔作者：蔡幼蘭文檔來源：福建龍凈環(huán)保股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月26日
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煙氣脫硫脫硝一休化技木研究
蔡幼蘭
(福建龍凈環(huán)保股份有限公司福建龍巖364000)
摘要作為煙氣處理技術(shù)，脫硫脫硝技術(shù)一直是人們關(guān)注的重點。簡要介紹煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)．并探討幾種聯(lián)合
脫硫脫硝技術(shù)與同時脫硫脫硝技術(shù)，分析各種方法中的缺點與難點，望對今后脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)展有所促進(jìn)。
關(guān)鍵詞煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)
中圖分類號：X77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—9064(2016)02—074—02
國內(nèi)在未來很長一段時間內(nèi)仍然會將煤炭作為一次能
源。不合理的煤炭資源利用方式會產(chǎn)生大量的SO：、NOx、
CXHY等氣體污染物．而煙氣中二氧化硫與氮氧化物是造成
大氣污染的主要原因。大氣污染是環(huán)境污染中最為嚴(yán)重的問
題．其會對人類的生存與發(fā)展帶來嚴(yán)重影響．減少和控制煙
氣中二氧化硫以及氮氧化物含量已經(jīng)成為控制大氣污染的
主要途徑，而煙氣脫硫、脫硝工藝在實行中還存在一定問題，
許多脫硫脫硝技術(shù)仍然不夠完善．研究煙氣脫硫脫硝一體化
技術(shù)將是治理煙氣污染的重要方向。
1 煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)概述
目前．全球有很多國家都在進(jìn)行煙氣脫硫脫硝一體化技
術(shù)研究．但大多數(shù)仍然處于實驗性研究階段．離大規(guī)模技術(shù)
推廣還有很長一段距離。傳統(tǒng)的脫硫、脫硝技術(shù)一般是分步
進(jìn)行的．流程復(fù)雜，并且相關(guān)的機(jī)械脫除設(shè)備較為龐大，設(shè)備
成本、運(yùn)行管理等方面存在缺陷．使得其在具體推廣應(yīng)用方
面有所欠缺。煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)是在傳統(tǒng)分布脫硫脫
硝技術(shù)上發(fā)展起來的，其種類有很多種，如CuO吸附法、活
性炭和活性焦吸附法、脈沖電暈法、光催化脫硫脫硝技術(shù)、干
式吸附再生法等。但就脫硫、脫硝技術(shù)實施步驟而言，煙氣脫
硫脫硝技術(shù)可分為2類．即聯(lián)合及同時脫硫脫硝技術(shù)。聯(lián)合
脫硫脫硝技術(shù)與同時脫硫脫硝技術(shù)的差別在于能否在不添
加氨的情況下．只運(yùn)用1種反應(yīng)劑就可實現(xiàn)理想的脫硫脫硝
效果。
2聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
(1)活性炭和活性焦吸附法?；钚蕴亢突钚越箟K體中具
有大量的微孔結(jié)構(gòu)．而活性炭和活性焦吸附法主要是利用這
一物理特性吸收煙氣中的二氧化硫與氮氧化合物．煙氣吸附
過程中還需加入氨氣進(jìn)行催化還原。相比活性炭而言，活性
焦具有更加理想的微孔結(jié)構(gòu)．因此其在脫硫脫硝效率方面也
更加優(yōu)越。煙氣中的硫化物被吸收后．在催化劑的作用下將
會形成硫酸：而煙氣中氮氧化物在催化劑的作用下會氨氣反
應(yīng)生成H，0與N，。此法是較為傳統(tǒng)的脫硫脫硝工藝，在脫除
效率方面也較為理想．一般脫硫與脫硝率分別能夠達(dá)到
97％和80％以上?；钚蕴亢突钚越刮綗煔庵卸趸蚺c氮
氧化物時．需控制好反應(yīng)過程中的溫度與水等因素，降低外
界因素對吸附劑活性與脫除能力的影響。
(2)CuO／A120，吸收法。該法反應(yīng)原理主要是將Y—A1203
當(dāng)作催化劑反應(yīng)的載體．并在其表面上加入催化劑活性成
份，再與煙氣中S0：和NOx進(jìn)行反應(yīng)。Y—A120，載體形狀是
個球形，具有較大的反應(yīng)接觸面積，因此．在脫硫脫硝實驗中
能夠充分地與反應(yīng)物反應(yīng)．達(dá)到較為理想的脫硫脫硝目的。
CuO／A120，吸收法的實施方法為以下幾個步驟：①將負(fù)載有
催化劑的Y—A120，載體的投入到CuSO。之中，浸泡一定的時
候后取出并與還原性氣體反應(yīng)：②經(jīng)過還原性氣體之后．Y—
A120，載體上帶有CuSO。溶液的Cu“將被還原成單質(zhì)Cu；此
就位反應(yīng)塔中較為原始的催化劑床層．當(dāng)煙氣中的氧氣、二
氧化硫與氮氧化物等物質(zhì)經(jīng)過催化劑床層時．氧氣會與單質(zhì)
Cu反應(yīng)形成CuO，而CuO會催化S02形成CuS04，此為脫
硫：③反應(yīng)結(jié)束之后的液體需再經(jīng)過還原性氣體，與其反應(yīng)
將催化劑中CuSO。的銅離子還原并繼續(xù)下一步脫硫操作．而
原催化劑中的硫酸銅中的硫?qū)⒈幻摳匠鰜怼Ｃ摿蚬に囍械?
CuSO。可以循環(huán)利用．避免了物質(zhì)的浪費(fèi)以及可能造成的污
染問題。而脫硝工藝是脫硫工藝進(jìn)行過程中．在煙氣中加入
一定量的氨氣．在催化劑床層脫硝催化劑的作用下．NOx將
會被選擇性還原成N2與0：，并可直接排放到空氣中。
(3)等離子法。等離子技術(shù)是運(yùn)用高能電子束或者脈沖
與煙氣中二氧化硫與氮氧化物等污染反應(yīng)．形成的OH、0、
OH：等活性基團(tuán)與S0：和NO，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，使煙氣中
的氣態(tài)污染物形成高價氧化物．并與水蒸汽、氨反應(yīng)形成硫
酸與硝酸化合物(主要為(NH。)2s04、NH。．NO，)，而經(jīng)過脫除之
后的煙氣可經(jīng)由煙囪直接排入到空氣中。按照獲取高能活性
基團(tuán)的方式不同．等離子法又可分為電子柬照射法和脈沖電
暈法．2者其根本工作原理相同．但在工作效率與成本方面
有較大差異。
相比脈沖電暈法，電子束照射法脫硫、脫硫效率較高，據(jù)
相關(guān)工業(yè)性實驗得出．電子束照射法的脫硫、脫硝效率能夠
達(dá)到90％、80％以上；此法具有較好的適應(yīng)能力，當(dāng)煤種及煙
氣量變化時仍具有較高的工作效率：電子束照射法所需系統(tǒng)
較為簡便．不需要廢水處理裝置，生產(chǎn)主要副產(chǎn)物為(NH。)
2sO。、NILNO，，其為肥料主要原料，不會產(chǎn)生額外的固體污
染。然而．電子束照射法脫硫脫硝系統(tǒng)裝置核心為高壓直流
電源、電子加速器，設(shè)備造價高昂、運(yùn)行功率較大、運(yùn)行可靠
性達(dá)不到預(yù)期、購置設(shè)備及工作成本較高，這都限制了電子
束照射法的應(yīng)用推廣。
作者簡介：蔡幼蘭．福建龍凈環(huán)保股份有限公司工程師，主要從事冶金專用除塵、脫硫脫硝等設(shè)計工作。
萬方數(shù)據(jù) 2016．N0．2．o
脈沖電暈法中高能等離子體憑借高壓電源形成．離子加
速主要在以超窄的脈沖內(nèi)形成．所加速離子主要為那些產(chǎn)生
自由基、慣性較小的電子．而其他離子則沒被加速。脈沖電暈
法的這種有選擇離子加速能夠大大地降低能耗．并且在設(shè)備
投資方面也較電子束法低近40％。脈沖電暈法對其他生產(chǎn)設(shè)
備的運(yùn)行可靠性不會造成影響，但此法運(yùn)行效率、能耗、電源
性能方面仍具有較大的不足．需進(jìn)一步完善。雖后期實驗中
將高壓電源換成高頻高壓AC／DC電源．亦具有較好的實驗
效果．但其高昂的設(shè)備購置與運(yùn)行成本、實驗中的廢氣污染
等因素限制了技術(shù)在國內(nèi)的推廣。
3同時脫硫脫硝技術(shù)
(1)干式吸附再生法。干式吸附再生法主要有NOxSO處
理法、LILAC法、以及尿素法幾種，并以NOxSO工藝使用最
為普遍．其脫硫脫硝效率亦較為理想。NOxSO工藝吸附劑主
要運(yùn)用鈉鹽。在1一A120，圓球上擔(dān)載的鈉鹽會吸附煙氣中的
S0：和NO。，達(dá)到脫硫脫硝的目的，而吸附飽和后的鈉鹽可再
進(jìn)行循環(huán)利用。吸附劑再生處理是將吸附飽和后的鈉鹽置于
600。C高溫環(huán)境中．其會發(fā)生分解并釋放出氮氧化物．當(dāng)?shù)?
化物濃度達(dá)到一定比例時．吸附劑的分解就達(dá)到了化學(xué)平
衡．此時可進(jìn)行吸附劑的回收利用。
(2)濕式絡(luò)合吸收法。濕式絡(luò)合吸收法是在現(xiàn)有的濕法
脫硫法基礎(chǔ)上發(fā)展而來的．其主要是通過在濕法脫硫液中加
入吸附氮氧化物的絡(luò)合吸收劑(金屬螫合物)，如Fe(II)ED—
TA．其主要功效是催化NO形成亞硝酰絡(luò)合物．達(dá)到吸收氮
氧化物的目的。但此法的一問題在于如何讓循環(huán)利用絡(luò)合吸
收劑．使得亞鐵螯合物在被氧化之后．經(jīng)過一定處理之后進(jìn)
行還原。
(3)光催化法。光催化法不會對環(huán)境造成額外的負(fù)擔(dān)，是
一種綠色友好型處理方式。光催化同時脫硫脫硝技術(shù)主要是
運(yùn)用光催化劑作為反應(yīng)物．光催化劑在受到一定波長的陽光
照射時，會產(chǎn)生電子與空穴對，進(jìn)而與光催化劑表面的H20
或OH一離子以及周圍的O離子反應(yīng)．形成·OH與·02-。這些
(上接第73頁)
羥基自由基與超氧離子自由基具有較強(qiáng)的氧化能力．會與光
催化劑周圍的二氧化硫、氮氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成
硫酸或硝酸化合物．達(dá)到同時脫硫脫硝的目的。光催化法反
應(yīng)過程big不需要嚴(yán)格的反應(yīng)條件，并且不會產(chǎn)生大量的能
耗、二次污染少，是一種較為理想的脫硫脫硝工藝。光催化法
脫硫脫硝效率與煙氣溫度、適度、反應(yīng)物濃度、光、光催化劑
特性等有著直接的關(guān)聯(lián)．而其中最關(guān)鍵的因素在于光催化劑
的特性。目前．具有應(yīng)用與研究前景的光催化劑為TiO：，其本
身化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，并且物理性質(zhì)表現(xiàn)為無毒、活性高的
特點，加之其成本低廉，因此可作為重點的光催化劑研究對
象．但僅依靠TiO，無法最大程度地提高光催化法的脫硫脫
硝效率．反應(yīng)過程中可加入金屬或非金屬離子、半導(dǎo)體復(fù)合
等物質(zhì)．加速電子與空穴的分離．提高催化劑的催化效率。除
此之外．制約該技術(shù)脫光應(yīng)用的一大重要因素在于如何有效
利用42％的可見光．研究在可見光條件下提升脫硫脫硝效率
將是這一技術(shù)實施的重點。
4結(jié)語
就現(xiàn)階段而言．煙氣的脫硫脫硝處理已經(jīng)成為環(huán)境治理
的重要內(nèi)容．如何實現(xiàn)在合理成本條件下提升脫硫脫硝效
率．這將是未來脫硫脫硝一體化技術(shù)研究的重點。而目前工
業(yè)中實行的脫硫、脫硝技術(shù)仍存在效率低下與耗能較大的問
題．研究中的脫硫脫硝一體化技術(shù)仍有較多的地方需要完善
與改進(jìn)．文章認(rèn)為今后脫硫脫硝一體化技術(shù)研究將主要在3
個方面：①同時脫硫、脫硝過程機(jī)理；②技術(shù)與現(xiàn)有脫硫裝置
匹配；③綜合利用反應(yīng)副產(chǎn)物。
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一?！盜Il·--|．。IItl-?IIII-一‘?IF*．"llI?-¨l?·一?！畆i dl_·?！癐IIl-一．’’?-·-’“IIht-”?
完：高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0．0020mol／L：滴定過程中，
溫度應(yīng)當(dāng)保持在70～80℃：加熱的時問必須從水浴重新沸騰2
時開始計時，并控制在(30_+2)min范圍內(nèi)：滴定過程采取的
滴定速度：慢一快一慢，并在2min內(nèi)完成．滴定的終點應(yīng)為淡。
粉紅色．且保持30s不退色。
參考文獻(xiàn)
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“十三五”中國將大力發(fā)展清潔燃料工程
中國“十三五”將在交通和建筑領(lǐng)域．大力推進(jìn)無碳動力
驅(qū)動和低碳綠色建筑．其中電動汽車和燃料電池技術(shù)將獲得
重大突破。到2020年，全國電動汽車將達(dá)到500萬輛，同時
還要發(fā)展天然氣汽車和甲烷汽車，預(yù)計到2020年，新能源汽
2016．No。2
車將替代5000萬t燃油。在建筑方面，到2020年，城鎮(zhèn)新建
建筑中綠色建筑占比將達(dá)到50％．這也將對建筑節(jié)能減排帶
來巨大的影響。

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