关键词：脱硫脱硝；一体化工艺；应用
1 脱硫脱硝传统技术
传统的脱硫、脱硝技术是在我国使用普遍的技术，相对而言较为成熟，Wet-FGD+SCR/SNCR的方法主要是利用脱硫烟气湿法和选择性硝化恢复工作来实现的，两者工作是相互联系的。其中烟气脱硫湿法的主要工作原理为利用石灰、石灰石对于二氧化硫的固定作用，来使得烟气中的二氧化硫明显降低，可除去90%以上的二氧化硫。但是其缺点就在于大量的石灰石、石灰的使用增大了进行烟气处理中的成本，许多企业无法承受较大的经济压力。另外，脱硫产物硫酸钙、亚硫酸钙的后续处理和二次污染问题的处理也是亟待解决的问题。
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图1 SICS法催化氧化(有机催化法)脱硫脱硝工艺流程示意
2 电厂脱硫脱硝系统现状
全球经济一体化进程加快，我国工业生产发展前景十分可观，伴随着电能生产而来的就是环境保护的制约。据工业数据局统计，我国目前70%的电能生产都依赖于火力发电，而其他新型发电形式在技术要求或环境要求上仍有一定不足。用于发电的煤炭往往质量较差，而高质量的煤炭多用于化工生产或炼焦。例如：目前我国发电常用煤炭资源为褐煤，其煤化效率低，发热值较低。因此，高效的电能生产和生态环境保护之间似乎有着不可协调的冲突关系。为保护人类生存环境，我国出台了《电厂超低排放烟气治理技术规范》，其中提出了烟气排放的要求与标准，传统对烟气都是采用石膏祛湿工艺进行脱硫，而新时期背景下，越来越多的科学技术开始发挥自身优势，例如：喷淋层、流畅均化、符合脱硫脱硝塔、PH分区脱硫技术、低低温除尘技术等，能够提高脱硫效果。通过分析发电厂现行脱硫脱硝系统可知，其是由烟气系统、二氧化硫吸收系统、冷却系统、空气压缩、脱水储存系统等机组构成。由于煤炭原料不稳定性，所以脱硫脱硝效果也有一定偏差。例如：某电厂首次脱硫后测得含硫量为0.6%，复查后为0.8%，因为在实际燃烧时，含硫量与设计预期数据存在一定差别，为满足环境保护要求，需要完善其自动系统设计。
3电厂脱硫脱硝一体化工艺
3.1 湿法一体化工艺
3.1.1金属络合法
该方法往往是通过过渡金属络合物与一氧化氮产生化学反应形成金属亚硝酰化合物，使一氧化氮溶解于液体中，并使用还原剂将一氧化氮分解为氨气与氮气，起到脱硫脱硝的作用。现阶段受到广泛重视的就是络合亚铁烟气湿法脱硫脱硝一体化技术，该技术的开展仅需要一套设备，并可以在低温条件瑕实现对二氧化硫与氮氧化合物进行高效率、高质量的脱除工作，故该技术所需成本较低。但由于该技术所使用的吸收剂难以再生，故较难实现工业化的广泛普及。在应用该技术进行脱硝工作时，一般通过混合亚硫酸钠、硫化钠和尿素等成分，并将其加入乙二胺四乙酸螯合溶液。而在该技术的应用过程，亚硫酸钠和硫化钠的主要作用是为乙二胺四乙酸螯合溶液起到还原再生的作用，尿素则会对络合铁吸收剂的再生与吸收产生不利影响。但由于乙二胺四乙酸配位试剂的成本较高，应用时往往需要成本较低的氮川三乙酸配体试剂予以代替，与乙二胺四乙酸配位试剂相比，氮川三乙酸配体试剂还有着平衡常数较高的特点。而在还原过程中，应用超声波与活性炭均能对其脱硝过程产生影响。并可以使亚硫酸钠吸收液再生利用。然即便如此，在应用金属络合法进行脱硫脱硝时，吸收液仍然难以全面、彻底的实现较为高效的循环利用，该技术的相关再生方法往往不具备良好的经济性，并在运行中存在着一定的不稳定性，故现阶段该技术还需要进行长期发展，逐渐降低该技术的应用成本，才能实现在工业使用中的推广、普及。
3.1.2高级氧化法
高级氧化法正如技术名，其主要是通过氧化反应对一氧化氮进行处理，起到在排放污染气体中对如二氧化硫、氯化氢、氢氟酸等酸性气体进行脱除的作用。虽然该技术应用效果较好，但往往需要碱液洗涤装置作为技术应用的基础，并在应用时使用如氯酸、氯酸钠、高锰酸钾、白磷等高级氧化剂。故在应用高级氧化法时需要对氧化剂消耗量、相关装置的能耗等进行严格控制，以降低技术应用的成本。如应用50%双氧水作为氧化剂的高级氧化法试验，在经过脱硫后所得氮氧化物的氧化率一般在60%左右，以此为基础，可以再加入氧化剂与尿素配合制作的添加剂，能够取得更高的脱硝脱硫效果，经试验证明其脱硫率甚至能达到99%左右。同时还可以利用FLUENT软件对排污管道、烟道等进行模型构建，模拟出内部气体的流动情况，以便于将高级氧化法进行更加科学化、有效化地应用，为该技术相关装置的安装工作提供技术支持。
3.2 干法一体化工艺
3.2.1电子束照射法
该技术是较为普及应用的脱硝脱硫法，其通过向污染气体中射入带有能量的电子束，将气体中的氮氧化合物与二氧化硫进行转化，应用高能等离子体氧化物能够对相关污染气体进行高效率的氧化，故该技术往往具有较为良好的处理效果与处理效率。同时由于高能离子不会对相关设备造成损坏，应用该技术时不会对相关设备的稳定运行造成影响，保障电厂的发电效率。而且在操作时通常仅需要简单的将电子束进行射入操作，故该技术的操作难度较低，能够进行较为广泛的普及工作。此外，在经过该技术处理后形成的硫酸铵和硝酸铵能够制成化肥，实现再利用，并且由于该技术的良好成效，处理后的气体即便直接排放于大气之中也无法对环境造成太大影响。
3.2.2活性炭吸附法
凭借着活性炭较为卓越的吸附性能，该方法不仅应用于对水、气体等的污染净化，甚至应用于医药、化工和食品等领域作精制和脱色之用。而在优秀的吸附性能外，活性炭还属于催化剂的一种，在脱硫脱氧方面拥有着巨大的可发展空间。在将相关的污染气体经过脱硫设备进行处理后则可以开始用活性炭进行吸附，经由活性炭的吸附与催化的处理后，通常会形成一种具备吸附性的硫酸物质，并且在经过一定处理后，活性炭还能循环利用。同时利用活性炭的催化效果，还能与污染气体中的氮氧化合物、氨气等发生化学反应，这一过程也具备着一定的脱硫效果。但在应用该技术时，也要注意在吸附时控制气体流速，防止活性炭被氧化而导致的技术失效问题。此外也要避免在活性炭起到催化作用时产生的酸留存于其表面，防止因此而影响到活性炭的吸附能力，降低技术应用的成效。
4 结束语
总之，烟气污染物的治理和控制工作属于环境源头治理的基本工作之一，对于其脱硫、脱硝一体化工艺的研究工作是在原本技术上的改进，有效提升了烟气处理的工作效率，也促进了电厂的良性长期发展。为了使其发挥更好的作用，需要在工艺上不断进行改进，湿法脱硫、脱硝工艺的进一步完善和工艺效率的提升是未来主流发展趋势。
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论文作者:尹华梅
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第23期
论文发表时间:2020/5/8