锅炉烟气同时脱硫脱硝技术的研究进展-北极星大气网

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本文综述了近年来几种常见的联合脱硫脱硝技术，包括传统的Wet-FGD+SCR组合技术，以及氯酸氧化（TriNOX-NOXSorb）同时脱硫脱硝技术，乳化黄磷法脱硫脱硝工艺，湿式FGD+金属络合物法同时脱硫脱硝技术，液膜法同时脱硫脱硝技术，钙基吸收剂催化氧化烟气同时脱硫脱硝；干法包括活性焦烟气联合脱硫脱硝技术，等离子法同时脱硫脱硝技术，CuO/γ－Al2O3催化吸收法，光催化氧化还原法。并在此基础上对脱硫脱硝技术进行了总结展望。

近些年来工业飞速发展，燃煤产生大量SO2、NOx使我国部分区域的酸雨影响越来越严重，造成严重的经济社会损失。当前我国的酸雨污染型为硫酸型，但随着氮氧化物的排放上升，有向硫酸/硝酸型转变的趋势。环境保护部对各省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团以及八家中央企业2011年主要污染物排放量情况认真进行了核查核算，结果显示：二氧化硫排放总量2217.9万吨，比2010年下降2.21%;氮氧化物排放总量2404.3万吨，比2010年上升5.74%。该组数据表明，SO2的排放初步得到控制，而NOX的排放却日趋严重。目前，国内外研究的烟气脱硝技术主要分为湿法和干法，广泛应用的干法包括选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、吸附法、等离子法等。单独脱硫或脱硝存在设备复杂投资成本高的缺点，联合脱硫脱硝成为研究的一个热点。我国关于烟气同时脱硫脱硝的研究起步较晚，技术体系并不完善，但“十二五”规划明确将烟气脱硝提上日程，关于同时脱硫脱硝的研究已刻不容缓。

本文主要介绍近年来几种常见的联合脱硫脱硝技术，包括湿法和干法。湿法包括传统的Wet-FGD+SCR组合技术，以及氯酸氧化(Tri NOX-NOXSorb)同时脱硫脱硝技术，乳化黄磷法脱硫脱硝工艺，湿式FGD+金属络合物法同时脱硫脱硝技术，液膜法同时脱硫脱硝技术，钙基吸收剂催化氧化烟气同时脱硫脱硝，;干法包括活性焦烟气联合脱硫脱硝技术，等离子法同时脱硫脱硝技术，CuO/γ - Al2O3催化吸收法，光催化氧化还原法。

1.湿法同时脱硫脱硝

1.1Wet-FGD+SCR组合技术

当前国内外广泛应用的脱硫脱硝一体化技术主要是Wet-FGD+SCR法，即湿式烟气脱硫和选择性催化还原脱硝的结合。传统的湿式烟气脱硫技术通常采用石灰或石灰石的钙法，脱除SO2的效率可达90%以上。SCR法采用尿素或NH3作为催化剂，最佳反应温度在250°C~427°C之间，脱硝率达80%~90%。该技术优越性体现在：(1)除消耗氨气外，不消耗其他化学药品，无废水、废弃物等二次污染;(2)具有很高的脱硝率( 可达95%以上) 和可靠性，运行和维护要求较低。但是该技术存在设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，同时存在氨泄漏、设备易腐蚀，易造成二次污染等问题。

对于以上问题，对Wet-FGD+SCR技术记性改进，改良重点是HC-SCR及低温SCR工艺。HC-SCR即以有机化合物如甲烷、丙烯、丙烷及辛烷等代替氨作为还原剂，克服了NH3-SCR技术的氨泄漏、设备腐蚀等不足，并可减少副产物CO的生成。低温SCR工艺就是控制反应温度为150～250℃，克服了常规 SCR工艺中需预热处理烟气的缺点，降低了运行费用。目前开发的CuO/活性炭催化剂在125～250℃时脱硝率可达90%，V2O5/活性炭催化剂在150～250℃时脱硝率可达92%，且抗SO2中毒能力强，在1.4中会详细介绍

1.2氯酸氧化(Tri NOx-NOxSorb)同时脱硫脱硝技术

氯酸氧化是一种湿式处理工艺，采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段进行处理。氧化吸收塔是用氧化剂HClO3来氧化SO2、NO和有毒金属;碱式吸收塔作为后续处理工艺，采用Na2S及NaOH作为吸收剂，吸收残余气体。该工艺实现了在同一套设备中同时脱硫脱硝的目的，脱除率可达到95%以上，并且不存在催化剂失活、催化能力下降等问题。其反应机理[1]可以表示为：

3NO + 6HClO + 5H2O→6HCl + 3NO2 + 10HNO3 (1)

6SO2 + 2HClO3 + 6H2O→6H2SO4 + 2HCl (2)

本工艺的的优越性体现在：(1)采用HClO3能很好地吸收NO;(2)脱除率较高，是因为HClO3与NO、SO2发生反应生成了ClO2，而ClO2作为反应中间体起到了极大的作用;(3)HClO3氧化法对入口烟气负荷的适应能力强;(4) 操作温度低，可以在常温下进行;( 5) 对NOX、SO2和有毒金属有较高的脱除率。但同时存在着：氯酸不仅具有强氧化性，还具有强腐蚀性，会对设备造成腐蚀，储运不便的缺点。

1.3乳化黄磷法脱硫脱硝工艺

美国劳伦斯伯克利国家实验室开发提出：含有碱的黄磷乳浊液能够同时去除烟气中的NOx 和SO2，因此命名该脱硫脱硝工艺为PhoSNOx 法。

含碱的黄磷乳浊液喷射到含NOX 和SO2的烟气中，然后与其逆流接触，黄磷与烟气中的氧气反应产生臭氧(O3)和氧原子(O)，O3和O迅速将NO氧化成NO2，NO2溶解在溶液中并且转化成NO2-和NO3-;SO2被转化为HSO3-/ SO32-，其中一些与NO2反应产生HSO3˙/ SO3˙自由基，该自由基与烟气中O2反应生成SO42- ，另一些HSO3-/ SO32- 与NO2反应形成N2S中间产物，这类中间产物水解最终产生(NH4) 2SO4和石膏。在碱性物存在的条件下(如CaCO3 )，可以生成NO2- 和NO3-。[2]

乳化黄磷法脱硫脱硝工艺与氨催化还原法相比，具有流程简单，投资少，操作费用低等优点，具有工业化的前景;该工艺可应用于火力发电厂烟道气、硝酸厂尾气、冶金工业废气以及其他含NOx 和SO2废气的控制，在原有烟道气脱硫系统中，应用该技术无需增添其他设备，可同时去除NOx ;其最终产物为硝酸盐、硫酸盐和磷酸盐，它们是有用的肥料，可以对其进行回收利用;控制吸收后溶液的pH值，可回收消耗的黄磷。

原标题：锅炉烟气同时脱硫脱销技术的研究进展

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