摘要：随着我国近年来对于环境整改和能源节约的力度加大，已经取得了非常不错的成就。燃煤锅炉是火电厂生产发电的最主要动力形式，对社会经济发展起着重要的保障与促进作用。但其排放烟气中所含的SO2和NOX严重污染自然环境并增加企业的能耗成本，影响工厂的节能减排建设。
关键词：燃煤锅炉；同时脱硫脱硝技术
引言
科学技术的快速发展使我国快速进入现代化发展阶段。脱硫脱硝技术因其投资成本低、设施简便占地空间少等优势，被广泛应用于绝大部分火电厂的烟气排放管理工作中，并为学者专家所持续关注与研究，陆续诞生出高能电子活化氧化、催化脱硫脱销等各类技术工艺。
1湿法同时脱硫脱销
Wet-FGD+SCR组合技术当前国内外广泛应用的脱硫脱销一体化技术主要是Wet-FGD+SCR法，即湿式烟气脱硫和选择性催化还原脱销的结合。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，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。
2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，因此命名该脱硫脱销工艺为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。
3SNOX技术
（1）SNOX技术，是基于两类催化剂相互结合反应实现对污染物脱除处理的工艺，该技术在运用时会先将燃煤锅炉烟气加热至370℃，与氨气反应产生氮气与水，进而对SO2进行脱除处理，同时以催化剂催化空气中剩余的氨气与细颗粒物，实现对NOX的处理。此外通过反应后烟气的冷却作用，将其所含SO2与水结合生成H2SO4，并通过冷凝后浓硫酸的收集方法，达到对SO2的彻底处理。不同于其他同时脱硫脱硝工艺，SNOX技术对SO2和NOX的脱除处理是分开独立进行的，因其针对性处置的特点脱除效果要更彻底并且简化了处理系统。但其技术也存在能耗成本大与处理设备投资、维护费用高的缺陷。（2）SNRB技术，SNRB技术是将脱硫脱销与除尘作业结合为一体的系统性烟气处理工艺，它是基于布袋除尘工艺的特点，并结合脱硫脱销技术形成的综合性技术。实际处理中是对布袋除尘器前端加装钙基吸收剂喷雾区，使其在除尘作业中完成对烟气SO2的脱除处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，在除尘器后端加装氮气喷雾区，同样达到在除尘作业中对烟气NOX的相应处理。并且吸收剂因与烟气的接触时间较短，催化剂的反应还原率较低使得催化剂能够循环与长期使用。虽然SNRB技术相比其他脱硫脱销技术具备除尘的额外功用，但其工艺在持续利用方面还存在一定的局限，目前还不能在火电厂燃煤锅炉的烟气染污处理工作中大范围开展与推广。
4流光放电等离子体技术
电子束法和脉冲电晕法都受限于电源，而流光放电等离子体技术则克服了这个弊端。正极性放电,在相似的电极结构和电压水平条件下,放电产生的流光分布比负极性大的多.利用流光头表面产生的高能电子,可以打开化学健,激发产生OH、O等氧化性极强的自由基,继而实现脱硫脱硝、氧化亚硫酸盐等目的.流光放电等离子体作为一种新兴的脱硫脱硝一体化技术,具有良好应用前景.主要结论如下:(1)采用高频交直流叠加电源技术,能够产生流光放电等离子体,可以有效的对工业进行烟气脱硫脱硝处理.(2)采用电力电子半导体高频开关器件及高频开关电源技术,克服了原有电子束和脉冲电晕方法的电源无法工业化应用的弊端.(3)实验证明,交直流叠加电源产生流光放电等离子体脱硫脱硝一体化技术可以推广到工业化实践应用阶段.此技术尚处于实验室研究阶段，模拟烟气的实验脱硫效率可达96%，对于脱硝的效果尚未见报道。
5电子束氨工艺
电子束氨目前脱除煤炭锅炉烟气中SO2和NOX的主要工艺手段，其技术是在作用过程中经由高能电子束激发出高能自由基，从而立刻氧化SO2和NOX达到脱除目标的。氧化形成的硫酸与硝酸与氨结合作用还能生成农业生产可用的硫酸铵与硝酸铵。因此该工艺手段不但能有效解决煤炭锅炉的SO2和NOX污染，其形成的农业用肥料还能帮助减少脱硫脱销的经济成本与费用，促进煤炭锅炉运转与脱硫脱销作业的可持续开展。
6CuO/γ－Al2O3催化吸收法
干法催化同时脱硫脱硝催化剂中，CuO/γ－Al2O3能在300～450℃条件下吸附烟气中的SO2将其催化氧化为硫酸盐，且CuSO4及CuO对选择性催化还原法(SCR)还原NOX有很高的催化活性，还可在喷氨条件下同时将烟气中的NOX选择性催化还原(SCR)为N2。自20世纪80年代以来，研究者运用流化床、移动床和固定床等多种反应器体系对CuO/γ－Al2O3上的脱硫脱硝反应进行了广泛的研究，但这些研究距实际应用尚有一定的距离。同时，脱硫脱硝过程及条件(如温度,SO2及NH3氧化等)对CuO/γ－Al2O3上脱硝反应的影响CuO/γ－Al2O3再生过程及条件对后续同时脱硫脱硝反应的影响等诸多问题还有待更深入一步研究。在单独脱硝(无SO2存在)条件下，NH3氧化是导致高温下CuO/γ－Al2O3上脱硝反应活性下降的主要原因，但同时脱硫脱硝(有SO2存在)条件下的脱硝行为较为复杂。
结语
燃煤锅炉的运转质量对火电厂的发电效率与周围环境生态发展起着重要的影响，因此对同时脱硫脱硝技术进行工序性研究与分析，找出最适宜当前燃煤锅炉的脱除技术就是保障社会供电稳定与保护自然环境的关键策略与途径。本文研究了催化脱硫脱销、高能电子活化氧化等多种脱销工艺，期望为同时脱硫脱硝工艺的技术发展与推广应用提出有益的参考。
参考文献:
[1]蔡程.燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术工艺探讨[J].资源节约与环保,2015,No.16004:19.
[2]张平,夏茂青,韩梅.燃煤锅炉同时脱硫脱硝技术工艺性分析[J].资源节约与环保,2015,No.16306:17-18.
[3]魏超.燃煤锅炉同时脱硫脱硝工艺的实践方法及技术研究[J].住宅与房地产,2015,No.40419:151.
论文作者:郑建农
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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