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摘要：随着社会经济的发展以及科技的进步，燃煤工业中的脱硫脱硝技术也得到了发展，提出了一种用于燃煤工业锅炉烟气脱硫脱硝的新型工艺，这种工艺具有很高的脱硫脱硝效率，工艺投资少以及较低的运行费用等优点，这比传统的脱硝工艺的应用效率更高，同时也是与我国国情更相符，并且值得大力推广和应用的技术，这就是一塔式液相氧化吸收联合脱硝脱硫技术。本文简要分析燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术。
关键词：燃煤工业锅炉；烟气湿法脱硫脱硝；技术
随着我国社会经济的快速发展，经济发展模式逐渐由粗放型向集约型转变， 节能减排成为社会经济建设活动的指导性共识，尤其是在动力能源领域，我国以煤为主的能源结构决定了火力发电等领域的燃煤锅炉污染严重，如何在燃煤锅炉运行的过程中对硫化物和氮氧化物进行同时处理是动力能源邻域面临重要问题。
一、概述
工业锅炉是我国生产、生活中重要的热能动力设备，使用范围十分广，主要集中在供热、造纸、建材等行业，其中大部分分布在大中城市及城镇建成区、工业区及周边地区。然而，工业锅炉的能源消耗高居全国工业行业第二，锅炉总数为62.0 万台，工业锅炉总数为61.2 万台，其中约85%的工业锅炉为燃煤锅炉，年耗煤量约为5 亿吨，远高于钢铁、石化、建材等高耗能工业行业。不仅如此，燃煤工业锅炉排放的污染物总量也非常大燃煤锅炉所排放的二氧化硫（SO2）与氮氧化物（NOX）分别约为420 万吨与200 万吨，分别占全国工业排放总量的27%与15%，而且排放源小而分散，是仅次于火电厂的第二大烟煤型污染源。为了达到节能减排的目的，研究燃煤锅炉的脱硫脱硝技术具有十分重要的意义。然而到目前为止，关于燃煤工业锅炉的脱硫处置基本上是在引风机前加一套脱硫装置，如脱硫塔；而对于工业锅炉的脱硝尚无有效措施。因此，开发投资成本低、适合工业燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术将有效解决工业锅炉脱硝问题。
二、燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术
1.高能电子活化氧化工艺。一是电子束氨法。电子束氨法是当前处理燃煤锅炉硫化物和氮氧化物污染的重要技术形式，在实际应用中高能电子束激发产生高能自由基，能够瞬间氧化烟气的硫化物和氮氧化物，形成相应的硫酸和硝酸，在氧化处理完成后进一步与氨结合反应就能够形成农业用硫酸铵和硝酸铵。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种处理技术不仅具有高效脱硫脱硝的技术特点，而且能够将烟气污染物结合处理形成农业用肥，进一步降低了燃煤锅炉脱硫脱硝的整体成本，提升了燃煤锅炉环保运行的经济性。二是脉冲电晕氨法。脉冲电晕氨法是电子束氨法处理技术的升级强化形式，其对燃煤锅炉烟气中硫化物和氮氧化物处理形式更加多样，处理效率有较大提升。在实际运行过程中以高压脉冲电源对处理系统的一个电极进行供电，造成单个电极的瞬时放电压力极强，在这种突发的强电场环境下烟气中的电子会获得足够的能量对烟气中的硫化物和氮氧化物等化合物进行冲击，这种冲击主要会产生两种结果，一种是将化合物冲散进而实现对化合污染物的降解，另一种是与化合污染物产生反应进而实现对其的氧化，在完成污染物的氧化和降解的过程后，再注入氨气，提供适应的反应环境，就可以将烟气处理后产生的物质制成硫酸铵、硝酸铵以及其复盐。这种处理技术对烟气中存在氧化和降解两种硫化物和氮氧化物的处理机制，对污染物的处理效率提升了很多，通常情况下去除率能够达到 80%以上。脉冲电晕氨法的系统结构也要较电子束氨法简单，系统的建造、运维成本都有不同程度的降低。
2.再生烟气脱硫脱硝工艺。一是活性碳加氨吸附工艺。活性炭吸附方式一致是烟气污染物处理的主要形式，也是当前应用最广泛的烟气处理技术。而活性炭加氨吸附工艺是在传统的活性炭吸附脱硫系统基础上形成的改进技术形式，具体而言是在活性炭吸附脱硫系统中加入氨，同时实现对氮氧化物的脱除。活性炭加氨吸附工艺的应用具有改造简单，适应大范围推广应用的优势。但是在实际应用中因为烟气中氮氧化物的脱除系统是后加入的系统，对氮氧化物的吸附效果较差。而且使用活性炭吸附方式必须将烟气的流速控制在一定范围内，以保证其余活性炭的充分接触。二是NOXSO工艺。NOXSO是一种专门针对烟气中硫化物和氮氧化物设置的处理系统，能够实现对硫化物和氮氧化物的同时处理，其在实际应用中最大的特点是能够循环利用。具体而言在 NOXSO系统的流化床吸收塔中，烟气中的硫化物和氮氧化物会被特制的吸收剂吸收，达到吸收饱和程度的吸收剂会被送入到加热系统中加热，高温作用下吸收剂中的氮氧化物会被释放并部分分解，一部分用于其他深加工用途，一部分形成氮气并回到锅炉中作为保护气体出现。这种工艺的突出特点是对硫化物和氮氧化物的处理利用比较全面，硫化物处理后形成的单质硫浓度较高，具有商业价值，而对氮氧化物的处理方式也提升了燃煤锅炉的运行效率和质量。
3.催化脱硫脱硝工艺。一是SNOX工艺。SNOX是一种符合催化处理技术，其本身集成了两种催化剂并以两种反应形式实现对两种不同污染物的同时处理，在具体的处理活动中烟气会被加热到 370℃的高温，并与氨气混合反应形成氮气和水，经过这一处理环节后烟气会被疏导到下一处理系统，在这一系统中着重对烟气中的硫化物进行处理，以催化剂催化其余氧气反应形成 SO3，在冷凝器的作用下形成浓度较高的硫酸液体。这一处理工艺对硫化物和氮氧化物的处理是分开单独进行的，而系统是一个合成系统，即达到了简化烟气处理系统的目的，而且针对性处理的处理效果极高。主要的缺点是系统需要对废气进行加热，能耗较大，而且在设备的构建和运维过程中成本较高。二是SNRB工艺。SNRB工艺是一种基脱硫脱硝除尘于一体的综合性烟气处理技术，是在传统的布袋除尘技术基础上形成的，具体而言就是在布袋除尘器前布置钙基或者钠基吸收剂喷雾区，形成吸收剂的喷雾区对流经烟气中的硫化物进行处理。并布袋后方设置相应的氨气喷雾区，以氨气为催化剂实现对流经烟气中氮氧化物的脱除处理目的。在具体应用中钙基或者钠基吸收剂、氨气吸收剂以喷雾的形式与流动的烟气接触，二者接触反应的时间比较短，所以单位催化剂的还原比例比较低，催化剂能够实现循环利用。因为集成了脱硫脱硝和除尘三项功能，所以被业界和市场所看好，但是当前催化剂的循环利用还存在问题，大规模的工业化应用还有待时日。三是其中脱硫浆液的循环系统就是通过循环泵将在吸收塔中经过接触、传质以及反应后含有的硫酸盐、亚硫酸盐以及未反应的碱性物质等浆液传输至脱硫段，循环喷淋需要处理的烟气，进而实现脱硫反应，直至其PH值满足相应设计标准值要求，则打开循环泵的电调阀，实行脱硫剂的补充。
烟气脱硫脱硝一体化工艺目前大多处于研究与工业示范阶段，由于其在同一套系统内能同时实现脱硫与脱硝，具有设备精简、占地面积小、基建投资少、运行管理方便、生产成本低等优点，是火电机组烟气净化的发展方向之一。特别是随着S02、NOX二排放控制标准的不断严格，脱硫脱硝一体化工艺正受到各国的重视。随着科学技术和工程实践的不断发展，成熟的联合脱硫脱硝工艺必然会有广阔的市场发展前景。
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论文作者:张建华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/1
标签：烟气论文; 氧化物论文; 硫化物论文; 燃煤论文; 锅炉论文; 技术论文; 工艺论文; 《基层建设》2017年第33期论文;