工业锅炉超低排放烟气干法脱硫脱硝协同工艺研究

北极星环保网讯:介绍了一种基于粉体催化剂的干法脱硫脱硝协同新工艺，经测试发现该催化剂在实验室的模拟烟气环境下对SO2和NOx具有良好的协同脱除效应并且具有较高的脱除效率；目前，该工艺已成功应用于多个实际工业锅炉的烟气净化，处理后的烟气中SO2和NOx含量符合超低排放标准。

关键词：干法脱硫脱硝协同技术；粉状催化剂；超低排放

SO2和NOx是燃煤锅炉烟气中的有害大气污染物，它们是造成酸雨和光化学烟雾的罪魁祸首。烟气脱硫脱硝协同技术是目前控制SO2和NOx排放的最有效手段之一[1-4]。传统的烟气脱硫脱硝协同工艺一般是在脱硫装置后或在除尘器前加装脱硝装置，常用的方法主要是选择性催化还原（SCR）[5]或选择性非催化还原（SNCR）[6]，从而实现协同脱硫脱硝。

这种分级脱除方式包括两套设备、两套反应装置、两种反应机理，只是对其进行了简单的叠加。为了实现烟气的排放符合现行国家要求，需要将脱硫/脱硝进行二次或者多次叠加，也就是需要提高处理强度。但是简单的设备叠加，带来的不是效率的提升，而是耗能的增加和设备故障率的翻倍，其整体效率和稳定性都不能达到长期稳定运行的要求。

此外，该种方式所使用的设备占地面积大，投资及运营成本高，并不适合大面积推广应用。因此，开发能够在同一套系统内同时实现脱硫与脱硝并且具有设备精简、占地面积小、基建投资少、运行管理方便和生产成本低等优点的工艺已成为大气污染控制领域前沿性的研究方向。

湿法脱硫脱硝工艺成熟、效率高、应用广泛，但存在成本高、占地面积与耗水量大、易产生二次污染、氨泄漏和设备腐蚀等问题[7]。据相关媒体报道，我国大范围频繁出现的雾霾污染的元凶就是人为排放的水分过多，水中大量的溶解物是加重雾霾的元凶之一[8]。

此外，有专家通过观测和模拟的综合分析发现，在霾液滴中的液相反应是我国北方冬季硫酸盐生成的重要途径。重污染期间的高颗粒物浓度和高相对湿度，使得空气中积累了大量以颗粒物结合水或雾滴形式存在的液滴，为液相氧化提供了反应器。

在液滴中，NO2可以充当氧化剂的角色，促进SO2向硫酸盐的转化，从而加剧了雾霾的严重程度[9]。因此，干法、半干法工艺虽然仍存在一些技术和经济等方面的缺陷，但由于具有耗水量少、运行成本低、设备简单、占地面积小、硫便于回收等优点，成为极具发展前景的烟气净化技术。

上海华信国惠环保科技有限公司自主研发了一种基于粉体催化剂的新型AO干法脱硫脱硝协同技术，该技术属于干式氧化法，是一种通过活性催化剂同步对SO2和NOx进行催化氧化并且吸收形成稳定化合物的方法，从而使排放烟气达到超低排放的要求。该工艺可实现在烟气治理的过程中，采用一种催化剂、一套装置，同时对烟气中的SO2和NOx进行处理，相互协作、相互促进。目前，该工艺已在多个工业锅炉的脱硫脱硝项目中使用并且获得了一致好评。

1AO干法脱硫脱硝协同技术实验研究

1.1实验工艺流程

AO干法脱硫脱硝协同技术实验工艺流程如下。采用流量计和阀门控制进入气体反应器的气体流量和模拟烟气（一定比例的NO、NO2、SO2、N2和O2）中各组分的浓度，气体先进入混气罐中，以保证混合均匀。随后气体进入气体反应器，模拟烟气经过反应器中的催化剂并发生反应，采用德图气体检测仪分别检测反应器入口及出口气体中的SO2和NOx含量；设定反应器入口的SO2和NOx的浓度分别为1500ppm和800ppm，通过反应器出口气体中的SO2和NOx的含量来计算催化剂对SO2和NOX的脱除率。实验流程如图1所示。

图1AO干法脱硫脱硝协同技术实验工艺流程示意

1.2催化剂性能研究

图2催化剂的脱硫脱硝效率

进行脱硫脱硝实验时，催化剂的脱硫脱硝效率如图2所示。由图2可知，在开始实验的40min内，出口的SO2和NOx的浓度均接近0ppm，脱硫和脱硝效率一直维持在99%以上。随后，SO2和NOx的脱除率开始下降，根据入口的SO2和NOx的浓度推算，SO2和NOx的超低排放时间分别为42min和45min。

从上述实验现象可以看出，该催化剂对于SO2和NOX均具有较好的脱除效果，可以实现SO2和NOx较长时间的超低排放。此外，随着实验的进行，SO2和NOx的脱除效率出现下降的可能原因为催化剂表面的活性位点被占据。总的来说，该催化剂对于SO2和NOx具有良好的协同脱除性能，能够满足实际工业应用。

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