煙氣脫硫脫硝技術:環境科學類技術-中文百科頻道

分類介紹

煙氣同時脫硫脫硝技術大多處于研究和工業示範階段，但由于其在一套系統中能同時實現脫硫和脫硝，特别是随着對NOX控制标準的不斷嚴格化，同時脫硫脫硝技術正受到各國的日益重視。煙氣同時脫硫脫硝技術主要有三類，第一類是煙氣脫硫和煙氣脫硝的組合技術；第二類是利用吸附劑同時脫除SOX和NOX；第三類是對現有的煙氣脫硫(FGD)系統進行改造(如在脫硫液中投加脫硝劑等)，增加脫硝功能。

火電廠鍋爐煙氣中SOX和NOX的濃度不高，但總量很大。若用兩套裝置分别脫硫和脫硝，不但占地面積大，而且投資、管理、運行費用也高。近年來世界各國，尤其是工業發達國家都相繼開展了同時脫硫脫硝技術的研究開發，并進行了一定的工業應用。據美國電力研究機構統計，同時脫硫脫硝新技術有60多種，在SOX/NOX聯合脫除技術中，有的采用煙氣脫硫和煙氣脫氮的組合技術，有的利用吸附劑同時脫除SOX和NOX技術，均能達到較高的脫除效率。

活性炭纖維法

活性炭纖維法（Activated Carbon Fiber Process，簡稱ACFP）煙氣脫硫技術是采用新材料脫硫活性炭纖維催化劑（DSACF）脫除煙氣中SO2并回收利用硫資源生産硫酸或硫酸鹽的一項新型脫硫技術。

該技術脫硫率可達95%以上，單位脫硫劑處理能力會高于活性炭脫硫一個數量級以上（一般GAC處理能力為102Nm3/h.t，而ACF可達104Nm3/h.t）。由于工藝過程簡單，設備少，操作簡單。投資和運行成本低，且能在消除SO2污染同時回收利用硫資源,因而可在電廠鍋爐煙氣、有色冶煉煙氣、鋼鐵廠燒結煙氣及各種大中型工業鍋爐的煙氣SO2污染控制中采用,改善煙氣脫硫技術裝置“勉強上得起，但運行不起”的狀況。該煙氣脫硫技術按10萬KW機組鍋爐機組煙氣計，裝置投資費用3500萬，年産硫酸3萬～4萬噸。僅用于全國高硫煤電廠脫硫每年約可減少SO2排放240萬噸，副産硫酸360萬噸，産值可達數十億元。該技術已獲國家發明專利，并已列入國家高新技術産業化項目指南。

軟錳礦法

MnO2是一種良好的脫硫劑。在水溶液中，MnO2與SO2發生氧化還原發應,生成了MnSO4。軟錳礦法煙氣脫硫正是利用這一原理，采用軟錳礦漿作為吸收劑，氣液固湍動劇烈,礦漿與含SO2煙氣充分接觸吸收，生成副産品工業硫酸錳。該工藝的脫硫率可達90%，錳礦浸出率為80%，産品硫酸錳達到工業硫酸錳要求（GB1622－86）。

常規生産工業硫酸錳方法是：軟錳礦粉與硫酸和硫精沙混合反應，産品淨化得到工業硫酸錳。由于我國軟錳礦品位不高，硫酸耗量增大，成本上升。該法與常規生産工業硫酸錳相比是，不用硫酸和硫精沙，溶液雜質也降低，原料成本和工藝成本都有降低，比常規生産工業硫酸錳方法節約成本25%以上，加之國家對環保産品在稅收上的優惠，競争力将大大提高。該工藝原料軟錳礦價廉，大約200～300元/噸，估計5年左右可收回投資。該工藝不但治理了工業廢氣，處理了制酸廢水,并且回收了硫酸錳産品，具有明顯的社會環境和經濟效益。

電子束輻射法

電子束輻射法脫硫是一種脫硫新工藝，經過20多年的研究開發，已從小試、中試和工業示範逐步走向工業化。其主要特點是：過程為幹法，不産生廢水廢渣；能同時脫硫脫硝，可達到90%以上的脫硫率和80%以上的脫硝率；系統簡單，操作方便，過程易于控制；對于不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的适應性和負荷跟蹤性；副産品為硫酸铵和硝酸铵混合物，可用作化肥。

鍋爐煙氣經除塵後，進入冷卻塔，在塔中由噴霧水冷卻到65～70℃。在煙氣進入反應器之前，按化學計量數注入相應的氨氣。在反應器内，煙氣經受高能電子束照射，煙氣中的N2、O2和水蒸氣等發生輻射反應，生成大量的離子、自由基、原子、電子和各種激發态的原子、分子等活性物質，它們将煙氣中的SO2和NOX氧化為SO3和NO2。這些高價的硫氧化物和氮氧化物與水蒸氣反應生成霧狀的硫酸和硝酸，這些酸再與事先注入反應器的氨反應，生成硫酸铵和硝酸铵。最後用靜電除塵器收集氣溶膠狀的硫酸铵和硝酸铵，淨化後的煙氣經煙囪排放，副産品經造粒處理後可作化肥銷售。

WSA-SNOx法

WSA—SNOX法的原理是煙氣先經過SCR反應器，在催化劑作用下NOX被氨氣還原成N2，随後煙氣進入改質器，SO2催化氧化為SO3，在降膜冷凝中凝結水合為硫酸，進一步濃縮為可銷售的濃硫酸(>90%)。該技術除消耗氨氣外，不消耗其他化學藥品，不産生廢水、固體廢物等二次污染，不産生采用石灰石脫硫所産生的CO2。

SNOX工藝列為美國能源部潔淨煤示範項目，已在俄亥俄州的Edison Niles電站2号108MW鍋爐進行示範改造，處理相當于35 MW的煙氣量。裝置開始運行後，脫硝率94%，脫硫率95%，生産硫酸23.40×104t，純度為93%。

催化氧化法

該法采用适用低濃度的新型催化劑，通過催化氧化，在脫硫過程中，将SO2轉化為硫酸，其脫硫效率高于90%,産品有市場，以國内有關研究為基礎，通過與國外合作研究、國内留學基金資助，其技術正逐步成熟，有望成為一種有競争力的新型煙氣脫硫技術。

濕法

濕法脫硫可脫除90%以上的SO2，但由于NO在水中溶解度很低，對NO幾乎無脫除作用。一些金屬螯合物，如Fe(11)一EDTA等可與溶解的NOx迅速發生反應，具有促進NOx吸收的作用。美國Dravo石灰公司采用6%氧化鎂增強石灰作脫硫劑，并在脫硫液中添加Fe(II)—EDTA，進行了同時脫硫脫硝的中試研究，實現了60%以上的脫硝率和約99%的脫硫率。濕式FGD加金屬螯合物工藝的缺點主要是在反應中螯合物有損失，其循環利用困難，造成運行費用很高。