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摘要：煤炭是我国主要能源之一，其在促进我国各行各业发展的同时，也对我国的生态环境造成了严重的破坏。尤其是煤炭燃烧不完全，就会导致烟气中硫、硝等含量较高，这些烟气如果不经恰当的处理就进入大气中，会造成严重的环境污染问题。基于此，本文就对燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术进行了深入研究，期望能为烟气净化做出指导。
关键词：煤炭；脱硫脱硝；一体化技术；烟气净化
引言
2017年9月26日，中国环保产业协会脱硫脱硝委员会第五届委员代表大会暨燃煤烟气污染物超低排放控制技术交流会，在江苏盐城顺利召开。会议中，中国环保产业协会会员部主任王玉红提出委员会今后要继续集结更多的骨干企业为国家烟气治理做贡献，从而进一步推动脱硫脱硝事业向前发展。由此可见，燃煤企业应当积极做好烟气脱硫脱硝工作。当前随着科学技术的发展，人们已经研究出了烟气脱硫脱硝一体化技术，其是我国烟气净化事业的一大进步。
1脱硫脱硝一体化技术概述
我国是燃煤大国，煤炭的生产和应用非常普遍。但随着煤炭使用量的日益增加，燃煤烟气中的SO2和NOx对环境造成的威胁也愈加严重。因此，降低SO2和NOx的排放已经成为燃煤企业面临的一项紧迫而又严峻的任务。
传统的脱硫脱硝是分步进行的，这种情况下，脱硫脱硝时间长、耗用资金多、所需流程也十分繁琐，并且烟气净化效果并不理想，这已经不能满足当今时代发展的需求。于是脱硫脱硝一体化技术应运而生。脱硫脱硝一体化技术即是对烟气中的硫硝脱离过程进行有机合并，这样一来，不仅能够简化流程，还可以提升净化纯度，从而有效降低排放烟气中的有害气体含量。燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术基本工艺流程如图1所示，根据其脱离过程和原理，我们可以将其大致分为联合脱硫脱硝和同时脱硫脱硝两类。前者是指虽然脱硫和脱硝是在同一系统内完成，但是分别使用的是各自的方法；而后者是指运用同时能够吸附硫和硝的技术，使得硫硝合成新的化学物。
图1 燃煤烟气脱硫脱硝一体化工艺流程图
2燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术具体介绍
2.1联合脱硫脱硝技术
2.1.1炭质材料吸附法
该工艺中使用的炭质材料主要由活性炭和活性焦组成。目前烟道气采用的主要方式就是应用活性炭纤维对烟气进行处理，从而能够在常温环境下生成硫酸、硫酸盐、硝酸、硝酸盐等可回收利用的产物。此技术的反应过程为：活性纤维具有氧化活性，能够吸附二氧化硫，然后在常温环境下烟道气中的氧气会与吸附的二氧化硫发生反应，生成三氧化硫。三氧化硫遇水便会形成硫酸，硫酸能够溶于水中，从而从活性炭纤维中解析出来。脱硝与脱硫的原理从根本上说是一致的，都是采用氧化法。但是，脱硝过程要在常温或稍高于常温的环境下进行。采用此方法无需添加还原剂，因此能够有效避免还原剂带来的二次污染问题。但是，该法也具有一定的缺陷，例如过程中需要使用大量的炭质吸附材料，成本比较高。
2.1.2氧化铜吸附法
氧化铜吸附法一般采用的是CuO含量为4%～6%的载型CuO作吸收剂，在温度为300～450℃的环境下，其会与烟气中的二氧化硫发生反应，生成的CuSO4。然后在CuSO4、CuO和氨气共同作用下，会促进对氮氧化物的吸收。氧化铜吸附法中，二氧化硫、氮氧化物的脱除效率分别高于95%、90%。此外，该工艺中，吸收饱和的CuSO4会被送去再生，即用H2或CH4气体对CuSO4进行还原，这样一来，还原得到的金属铜或CuS可再用作新的吸附剂，但是再生后的吸收剂物化性能有所下降，会影响脱硫脱硝效率，目前该工艺尚不太成熟，还需要进行进一步的研究开发。
2.1.3高能电子活化氧化法
高能电子活化氧化技术是近年来研发的热点，其主要是利用高能电子对烟气中的二氧化硫和氮氧化物分子进行撞击，从而促进二氧化硫氧化为三氧化硫、一氧化氮氧化为二氧化氮，其再各自与水分子发生反应，最终便会生成生硫酸和硝酸。根据高能电子的产生方式，我们可以将该法具体分为EBA和PPCP这两种工艺。EBA是指利用电子枪发射的高能电子束照射已降温的烟气，促使烟气分子发生电离，完成二氧化硫和氮氧化物分子的高阶转化；而PPCP是指在电极上放置高压脉冲电源，电晕极对接地极发生脉冲电晕放电，突发强电场产生的能量较大，容器内烟气分子突然获得巨大的能量后，在常温下就会产生高能电子和非平衡等离子体，通常情况下产生的能量在5eV以上。与EBA相比，PPCP不需使用电子枪，因此，人们也无需单独建设防护设施，这样一来，就会降低成本投资，并且也同样能够达到预期的脱硫脱硝率，所以应用优势更为明显。
2.2同时脱硫脱硝一体化技术
2.2.1络合吸收法
络合吸收法主要是利用亚硝酰亚铁鳌合物的反应条件，在非酸性溶液当中加入亚铁离子，在相关反应条件下形成氨基羟酸亚铁鳌合物，氨基羟酸亚铁螯合物进一步与NO和SO2进行一系列反应生成NH3和FeSO4，从而达到同时脱硫脱硝的目的。由于该工艺流程较为复杂、鳌合物利用率低、运行费用高，因此，还需要进一步的研究。
2.2.2富氧型高活性吸收剂法
此项工艺是在传统的烟气循环流化床脱硫脱硝技术的基础上发展而来的，具有较强的可行性和应用价值。在应用该工艺时，工作人员需要设立专门的循环流化床反应器，其中添加粉煤灰、消石灰和添加剂等，利用这些吸附剂与烟气中的NO和SO2进行反应，从而获得CaSO3和CaSO4，以此达到脱硫脱硝的目的。富氧型高活性吸收剂法的优势是：其不仅可以净化烟气中的氮氧化物，而且可以消除烟气中的汞，从而能够对环境形成更好的保护作用。另外，该法的净化效率也是相当高的，氮氧化物的综合进化率高达75%，并且设备制作成本低，因此被广泛应用于工业生产中。
2.2.3Na2S和NaOH吸附剂法
应用该法时，工作人员需要设立氧化吸收塔，并在其中加入HClO3作为吸附剂，使其氧化NO和SO2，最终获得HCl、HNO3和H2SO4。另外，为保证有毒气体的净化程度，还需再设置一个碱性吸收塔，对残余的酸性气体进行再次处理，以进一步降低排出气体中NO和SO2的含量。但由于该工艺中吸附剂的成分具有高度的腐蚀性，因此对设备的材质要求很高。目前，此工艺虽然从理论上获得了国内外的认可，但在实践应用中还需要进一步的完善。
结束语
总而言之，脱硫脱硝一体化是传统烟气净化的升级，其耗时更少、成本更低，并且净化程度更高，因此，可以说是烟气净化技术的一大进步，在国内外都具有很大的发展前景。但是，通过本文的分析，我们发现，许多工艺技术还存在一定的不足，尚未被大范围应用。这就需要相关人员继续研究，对其进行进一步的优化，从而促使更多先进的技术能够被应用到实践当中，为我们创造更多的经济效益和社会效益。
参考文献
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[2]张代生.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的研究[J].低碳世界,2016,(17):263-264.
[3]吕宏强.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].科技与企业,2016,(06):204.
论文作者:周永奎
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：烟气论文; 技术论文; 燃煤论文; 亚铁论文; 氧化物论文; 吸附剂论文; 活性论文; 《基层建设》2017年第33期论文;