低温条件下烟气脱硫脱硝技术的研究与应用

　　【摘 要】加强对低温条件下，烟气脱硫脱硝技术的研究，具有十分重要的意义，可以在最大限度降低环境污染的情况下，不断提高企业经济收益。文章主要分析了低温条件下的烟气脱硫脱硝技术。

　　【关键词】低温条件;烟气脱硫、脱硝、技术

　　《家居主张》(月刊)创刊于2000年，是由上海辞书出版社主办的时尚家装类杂志。

　　目前，由于化工厂、工业锅炉、冶金钢铁烧结炉、水泥玻璃窑炉和酸洗设备排放的SO2广泛采用的是在脱硝装置后增加湿法脱硫系统，也就是湿式石灰石——石膏脱硫工艺。为此，联合脱硫脱硝工艺不但占地面积比较大，而且运行与投资成本也比较大，同时湿法脱硫会产生大量工艺废水，每年产生的大量副产品石膏也只能堆置处理，既浪费资源、占用场地，又会产生二次污染。因此，针对我国烟气脱硫脱硝行业面临的难题，开发低温条件下可资源化的烟气脱硫脱硝技术是我国实现可持续发展的重要措施，具有十分重要的意义。

　　1、低温SCR脱硫脱硝技术

　　以冶金烧结炉、水泥炉窑、玻璃炉窑、工业锅炉等为主的中小型燃煤锅炉排放的烟气温度远低于催化剂工艺成熟的V2O5-WO3-M0O3/TiO2催化剂活性温度，导致冶金烧结炉、水泥炉窑、玻璃炉窑、工业锅炉等为主的中小型燃煤锅炉NOX排放控制面临着巨大的挑战。目前，在国内外很多研究单位开展了对低温SCR催化剂的研究，主要研究内容包括了低温催化剂和催化剂载体，应在以下一些方面作进一步的研究。

　　1.1、针对不同的载体，如炭材料、金属氧化物催化剂Al2O3、TiO2和金属离子交换分子筛催化剂ZSM-5等，开发高效的低温SCR催化剂。

　　1.2、SCR催化剂原材料表面改性技术和配方。即调整催化剂表面酸碱性，以获得更多的酸性活性基团，增强对还原剂NH3的吸附，或在高效的载体上配合不同的活性物质，如Ni、Cu、Mn、W、Pt、和V等金属氧化物，使催化剂具有高的抗SO2和水蒸气活性。

　　低温SCR催化脱硝技术的应用是一项非常复杂的工程，面临着众多应用领域。

　　1.3、用NH3选择性还原NOX的低温SCR工艺的研究已经取得了很大的成绩，但是与中高温SCR或其他烟气脱硝工艺相比，低温SCR脱硝工艺存在以下问题：(1)低温催化剂的研究和开发仍然需要进一步深入，包括催化剂本身活性和有效温度范围的研究;(2)由于温度降低后，氨和三氧化硫形成的硫氨化合物更加容易豁附在催化剂表面，要求低温催化剂对烟气中的二氧化硫具有更低的氧化率;(3)低温下烟气中的水蒸气对催化剂的影响研究有待进一步深入;(4)基于炭材料载体的大型化生产问题。今后的研究方向就是要进一步改进低温催化剂性能方面存在的不足，不断改进SCR工艺的设备设计，进行实验研究和工程应用相结合，寻求提高效率、降低造价和运行成本的途径。这将使SCR工艺不仅具有良好的环境效益，同时也具有良好的经济效益和更广阔的应用前景。

　　2、膜吸收法烟气脱硫脱硝技术

　　2.1、吸收液活化时间对脱硫脱硝率的影响

　　在吸收液流量4m3/h，NaCIO2浓度为0.006mol/L和烟气流量400Nm3/h时，随吸收液活化时间的延长，脱硫脱硝效率略有降低，其原因为吸收液在活化过程中会离解成CIO1、CI2等中间产物，因此相对降低了NaCIO2的氧化性，致使脱硫脱硝效率下降。

　　2.2、烟气流量对脱硫脱硝效率的影响

　　海水基吸收液配比为0.01mol/LNaClO2+0.001mol/LCa(CIO)2，在烟气流量为400Nm3/h和海水基吸收液流量2mm3/h条件下，随着烟气流量的增加，脱硫率和脱硝率都呈现降低趋势，但脱硝率降低得更快.在烟气流量为200Nmm3/h时，脱硫率100%，脱硝率可达90.7%，原因是NOX和SO2存在竞争反应，因此脱硫率高于脱硝率，且脱硫率的下降趋势较脱硝率缓慢。另外，随着烟气流量增大，烟气流速加快，大大缩短了其在膜接触器中的停留时问，NOX和SO2来不及吸收反应即被带出，因而导致是NOX和SO2脱除率降低。

　　3、联合脱硝脱硫技术

　　这种技术在烟气脱硝脱硫技术中应用最为广泛，它既可以去除烟气中的SO2，也可以去除烟气中的NOX。其主要特点是通过石灰石——石膏烟气脱硫系统来去除SO2，用SCR去除NOX。但是，这项技术虽然可以达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率，但在使用过程中，容易形成表面结垢，阻塞和腐蚀正在运行的设备，大大降低了脱硝脱硫的效率。

　　4、同时脱硫脱硝技术

　　烟气同时脱硫脱硝技术又可分为两大类：炉内燃烧过程的同时脱除技术和燃烧后烟气中的同时脱除技术。这项技术虽然受到了重大关注，但遗憾的是并没有得到有效的利用，只尚处于研究阶段，但不管如何，这项技术取得了重大成就，其中包括电子束照射法和脉冲电晕等离子法。电子束照射法利用电子加速器产生的高能等离子体氧化烟气中的SO2和NOX等气态污染物，在极短时间内进行强烈氧化反应，从而大大提高了脱硝脱硫效率。不仅如此，它还有将其产生的副产品和氨气转化为化肥，从而加大了其脱硫脱硝的优势。脉冲电晕等离子体法能在同一过程中，同时脱除SO2和NOX，高能电子由电晕放电产生，在实施过程中，费用较低，也可以摆脱辐射屏的影响，更重要的是可望实现集脱硫脱硝和收集飞灰等功能于一体。

　　5、活性炭脱硫工艺

　　5.1、烟气系统

　　烟气系统是脱硫工艺的核心，该系统通过风机等设备将烧结烟气引至吸附塔，脱硫后烟气通过回风烟道由烟囱排入大气、烟气系统主要包括主抽风机、增压风机以及连接烟道等设施，在设计上特点表现为：首先，进入增压风机前增设冷风吸入阀，通过调整该阀门开度均衡烟气温度和流量。具体控制原理为：检测增压风机前烟气流量和增压风机后烟气温度，以这两个参数为依据调节冷风吸入阀开度。当增压风机前烟气流量低于设定值时，适当打开冷风吸入阀补充空气以提高烟气流量。当增压风机后烟气温度高于设定值时，适当打开冷风吸入阀补充空气以降低烟气温度。当两者同时要求打开冷风吸入阀时，调节幅度优先执行较大的冷风吸入阀开度值。在此过程中，通过测定增压风机入口压力来调节增压风机入口挡板阀的开度，达到平稳烟道压力的目的。其次，主抽风机与增压风机联锁，以防止烟道损坏。因主抽风机与增压风机为串联运行，当主抽风机紧急停机而增压风机未及时停机时，将因增压风机入口压力过低而导致烟道压缩损坏。当增压风机紧急停机而主抽风机未及时停机时，将因增压风机入口压力过高而导致烟道膨胀损坏。为了避免主抽风机或增压风机突发事故停机造成烟道损坏，在设计中特别将主抽风机与增压风机联锁，任何一台风机出现紧急停机状况，另一台风机立即联锁停机，同时旁通阀迅速打开，以平衡烟道内的压力。