摘要：工业化的发展对化石燃料的应用越来越多，继而产生的污染问题也在不断加剧。火电厂、工业锅炉等排放的烟道气中含有二氧化硫与氮氧化物，对空气环境产生较大影响，已经成为我国大气污染物的主要来源之一。现如今，针对烟气中一体化脱除二氧化硫和氮氧化物的方法研究诸多，但大多数仍然处于实验性研究阶段，离大规模技术推广还有很长一段距离，常见的同步脱硫脱硝技术有干法、湿法、生物法等。我国现已将烟气同步脱硫脱硝技术列入主要研究计划中，未来发展前景良好。
关键词：烟气；脱硫脱硝；研究进展
影响大气环境的主要污染物有二氧化硫、氮氧化物，形成酸雨、光化学烟雾，严重影响生态环境和人们身体健康。据调查显示，2018年我国二氧化硫排放量达到2000万t，成为全球二氧化硫排放第一的国家。同时，氮氧化物排放量也达到了1000万t。预计2020年我国氮氧化物排放量将持续增长。所以，脱硫脱硝技术成为空气环境整治主要研究内容。
一、干法烟气脱硫脱硝研究进展
（一）脉冲电晕脱硫脱硝技术
该技术原理是通过电晕放电时产生的高能电子将烟气内的分子激活、分解，形成强氧化性的自由基。这些自由基对二氧化硫与氮氧化物进行等离子体催化氧化，生成SO3、NO2，在有添加剂的条件下形成用于肥料的铵盐沉淀。现如今，该项技术应用广泛。有学者对脉冲电晕进行脱硫脱氮、飞灰研究，得出飞灰有助于提升二氧化硫脱除效果。在放电光谱测量中还发现了一二次流光，总结出流光结构和脉冲电参数之间的关系、流光结构内电子能量的分布。现阶段，高压脉冲电源技术分为磁脉冲调制技术、百ns级常用脉冲电源Tesla变压器谐振充电技术。研究过程中也加大了中试和工业的推广应用。
（二）电子束辐照烟气脱硫脱硝技术
该技术运用物理和化学原理的脱硫脱硝技术，通过电子加速器形成强化性的自由基将烟气内NO、SO2氧化为NO2、SO3，高价的氮氧化物与硫氧化物、水蒸气反应形成雾状的硝酸、硫酸、添加NH3形成硝铵、硫铵达到脱硝脱硫效果。该方法经济性客观、脱硝能够防止重复投资。现如今，我国在该方面的研究也取得了一定的成果，全球最大的烟气电子束脱硫脱硝工程就是在我国诞生的，实践证明：电子束法在脱除各NOX分子能耗只有12eV时，脱除烟气内的二氧化硫且脱硫率高，达到90%。不过，在一些方面仍然存在不足，例如：副产品的吸湿性、细小粒径容易使其从集尘器上逃逸等。
（三）其他
随着干法烟气脱硫脱硝的发展，存在的技术形式较多，例如：活性焦吸附法、流光放电等离子体同时脱硫脱硝、电催化氧化法等。尽管干法烟气脱硫脱硝技术发展前景广阔，但想要在工业化生产中有广泛应用有待进一步深入研究。
二、湿法烟气脱硫脱硝研究进展
（一）钙基吸收剂催化氧化技术
熟石灰成本投入少，将其作为氧化剂能够达到脱硫脱硝效果，常温条件下反应时将SO2与NOX共同脱除。现有湿式石灰石石膏法脱硫技术中添加脱硝作用，还需对原有脱硫设备进行升级优化。NO脱除是被氧化剂氧化催化NO2后被熟石灰吸收。有学者利用自制干法脱硫脱硝吸着剂，分析了吸着剂表层与孔结构特点对脱硫脱硝的影响。在固定床反应器研究中，分析了强氧化剂作为添加剂对钙基吸收剂同时脱硫脱硝效果，经过优化脱硫脱硝效果达到31%、13%。
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（二）NaOH溶液脱硫脱硝技术
在填料塔中分析NaOH溶液吸收NO的过程得出：该反应对NO反应速率为常数，是NaOH浓度的函数。利用湿法烟气脱硫系统研究得出反应级数、反应速率常数、活化能，获得吸收烟气内的SO2与NO过程中，SO2对NO吸收效果产生影响。通过化学热力学得出NaOH溶液脱硫脱硝的摩尔反应焓变、化学反应平衡常数趋于稳定时，SO2与NO的分压力在一定环境下达到100%脱硫脱硝。
（三）酸性NaCLO2溶液技术
NaCLO2溶液发展较早，相关研究主要集中于NOX中，分析了NaCLO2溶液与NaOH溶液中NO、SO2的吸收率。NaCLO2溶液在液相脱硫脱硝上效果显著、没有结垢、吸收一体化、经济投入小，也是现阶段主要研究内容。有学者在半间歇搅拌釜中对NaCLO2溶液NaOH溶液吸收NO展开分析，总结了不同运行参数对NO吸收速率的影响。填料柱在室温和靠近1个大气压的环境下展开SO2、NOX的吸收实验，NO脱除效果理想。鼓泡反应器实验中，将亚氯酸钠溶液作为吸收剂，模拟烟气脱硫脱硝研究，适合条件下脱硫脱硝效果为100%、95%。
（三）臭氧氧化与化学吸收技术
臭氧脱硫脱硝是通过臭氧的强氧化性把NOx氧化成高价态氮氧化物。随后，洗涤塔中把氮氧化物与二氧化硫吸收转为溶于水的物质从而达到脱除效果。相对于国外研究进度，我国该项技术研究处于发展阶段。国外一些企业已经有应用先例。例如：将抽样混合器导入再生器烟道，把NOX氧化成高价态，溶于水的N2O3。随后，洗涤生成HNO3，其NOX脱除率达到90%。在MARAMA2007评估报告中显示，NOX脱除率在95%下比SCR成本投入小。
三、生物法烟气脱硫脱硝研究进展
的上世纪中期，有学者从煤矿废水内分离出氧化亚铁硫杆菌。微生物应用在烟气脱硫研究起步晚，上世纪末我国有学者通过轻质陶粒生物滴滤塔处理模拟煤燃烧中二氧化硫与氮氧化物，分析了脱硫脱硝影响要素与生物降解宏观动力学。事实证明，该种方法排除烟气内二氧化硫与氮氧化物效率分别为99%、88%。生物法烟气脱硫脱硝设备简易、经济投入少、操作简单、无污染，已成为脱硫脱硝一体化技术的研究热点。
现如今，在我国火力发电厂、工业锅炉等排放的烟气中，选择性催化还原法（SCR）脱硝技术是我国最主流的去除NOx的方法，石灰石-石膏湿法脱硫工艺是我国最主流的去除SO2的方法。但是这两种主流方法为单独脱硫脱硝技术，这种方式造成设备重复建设，能耗大，人员成本、运行成本高。基于这一点看，有效的的提高脱硫脱硝的效率，并将两者合并，形成脱硫脱硝一体化技术未来发展良好。
结语：
总而言之，烟气的脱硫脱硝处理已经成为环境治理的重要内容，如何实现在合理成本条件下提升脱硫脱硝效率，这将是未来脱硫脱硝一体化技术研究的重点。现有技术虽然在一些方面存在不足，但相信随着科学技术的进步这些技术将逐渐走向完善。基于长远眼光分析，脱硫脱硝一体化技术是我国最佳应用手段，选择实用技术、引进先进技术，总结经验，进一步推动脱硫脱硝一体化技术走向更高领域。
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论文作者:李方伟,闫文晶,李佳煜,郭本祥
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签：烟气论文; 技术论文; 氧化物论文; 溶液论文; 研究进展论文; 二氧化论文; 效果论文; 《防护工程》2019年第5期论文;