工厂燃煤烟气脱硫技术进展

工厂燃煤烟气脱硫技术进展

发表时间：2019-12-02T10:33:23.993Z 来源：《电力设备》2019年第15期作者：闫鹏飞

[导读] 摘要：烟气中含有大量的含硫与含硝物质，这些物质会对大气造成严重的污染，破坏生态环境。

(神华新疆化工有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000)

摘要：烟气中含有大量的含硫与含硝物质，这些物质会对大气造成严重的污染，破坏生态环境。为了有效地解决烟气对环境的污染问题，需要对烟气脱硫脱硝技术进行深入的研究与分析。本文阐述了烟气脱硫脱硝技术的现状，并对此技术的未来发展趋势进行探讨。

关键词：烟气；脱硫脱硝；技术；进展

引言

众所周知，近些年来我国的雾霾城市数量极速增加，而最主要的原因就是大气中二氧化硫、粒子状污染物、氟化物等污染物增多。传统的煤炭是我国火电厂发电的主要支柱，为此，我国为了提高人们对于环境保护的重视，出台了许多环境保护的政策和法律法规。其中污染严重的企业给予停业整顿甚至关闭的处罚。火电厂在发电过程中会产生非常高的二氧化硫及氮氧化物排放量，故火力发电过程中应用烟气脱硫脱硝技术就至关重要了。该技术的应用在社会中有着很高关注量，在节约能源和保护环境上有着巨大的作用，也成为了我国在环境治理方面新的宠儿。

1烟气脱硫脱硝技术的简述

1.1干式同时脱硫脱硝技术的分析

干式同时脱硫脱硝技术中高能辐射法的运用是技术关键点。当我们火电厂在进行烟气脱硫脱硝过程中，高能辐射法有着两种最常使用的等离子体法，一种是脉冲电晕，另一种则是电子束照射法。接下来讲等离子体法中的脉冲电晕，脉冲电晕主要使用高压脉冲电源产生高能量等离子体，我们所提到的电子束照射法则是主要通过利用电子加速器的运转中产生高能量的等离子体，而在电子束方面产生等离子体是脉冲电晕和电子束照射法主要区别。二者都是通过产生的等离子体将烟气中的二氧化硫等污染物进行氧化，氧化过程中液态物质被分离进而获得液态形式的硫酸与硝酸，最后把胺溶液加入液态的硫酸和硝酸中。这样一来火电厂就能够最大程度上降低排放烟气中污染物的含量，再将剩余烟气排出到大气中。1.2氧化法烟气法脱硫技术

氧化法烟气脱硫技术是指在某些催化剂的催化作用下，在有氧环境中将烟气中的SO2氧化成为SO3的过程，并利用SO3易与水反应生成硫酸这一性质从而达到烟气脱硫的目的。这种方法中，在脱硫塔内不需要消耗大量的碱，大大的简化了流程，且不需要考虑结垢堵塞的问题。其基本原理为在烟气脱硫的过程当中，在活性炭的多种功能的协同作用下，SO2被氧化为SO3，之后再通入水蒸气使生成的SO3充分反应转化为硫酸沉积在活性炭的孔隙内。待活性炭吸附饱和后，还可以通过加热再生、水洗再生和还原再生等方式对活性炭加以再生。但由于活性炭再生过程复杂，且再生后的活性下降显著，脱硫剂消耗量大，因此对于具体的使用条件有着明确的要求。多用于硫含量低、脱硫要求高的场合。电化学氧化脱硫的方法也是一种常见的脱硫技术。DalilaTaieb等使用电化学法开展了脱除烟气中SO2实验。对SO2溶液进行电解，使SO2在阳极被氧化生成硫酸，转移至硫酸厂外销;阴极生成H2并加以回收。研究发现，该方法可以实现90%以上的硫脱除率，而增大电解液流速会导致电流效率和能量消耗的下降。此法具有固定投资少的特点，但操作费用高，因此不利于大面积推广。为了能够保持较高的脱除效率，同时又能更好的控制成本，目前催化氧化法脱硫是最佳的手段。因为催化剂种类多，易于获得，成本便于控制，另外只通过一步氧化就能得到最终的氧化产物，节约能源，而其他两种方法，虽然能够获得更高的脱硫效率，但是无论是设备成本还是能源成本都远高于催化氧化法。

1.3石灰石－石膏脱硫技术

石灰石－石膏脱硫技术是目前应用范围最广，使用时间最长的脱硫技术，根据脱硫剂的不同可将其分为两类。第一类是以石灰石为脱硫剂，将石灰石研成粉末后与水混合制成石灰石浆液。第二类是以石灰为脱硫剂，将石灰消化并加水使之与水反应生成Ca(OH)2浆液。之后的脱除步骤二者相同，均在吸收塔内通入烟气与上述两种吸收剂充分反应，并通过鼓入空气使产物氧化最终生成石膏，从而达到脱硫的目的。此法脱硫效率高、设备运转率和工作可靠性高。但设备占地面积大，投入高，设备的磨损和腐蚀现象也比较严重，副产物石膏和废水的后处理麻烦。

1.4钠－钙双碱法脱硫技术

由于氨法吸收成本高，研究者又开发了双碱法脱硫技术，钠－钙双碱法脱硫技术是一种对石灰石－石膏法改造后得到的全新脱硫方法，主要是为了解决石灰石－石膏法中存在的易结垢问题，同时该方法还可以进一步提高脱硫效率。同时由于钠碱吸收液与SO2的反应速率比石灰浆液与SO2的反应速率快，因此只需很小的液气比就能达到较高的脱除效率。但钠－钙双碱法涉及到的反应装置多，操作比较复杂，同时主要产物石膏的质量也会下降，不利于商业化推广。

1.5海水法脱硫技术

海水法脱硫是利用海水自身的天然碱性这一性质进行脱硫。使用海水法脱硫具有以下优势:(1)因为海水中含有大量的碳酸根和碳酸氢根，海水在吸收SO2的过程中产生的质子会被这两种离子吸收。然后可以将吸收饱和的海水通入曝气池中进行处理，从而得到稳定的硫酸根。(2)由于硫酸盐本身就是海水的主要成分，因此通过海水处理过的吸收液可以直接排向大海，不会对生态环境造成破坏。(3)利用海水脱硫不存在结构堵塞问题，且脱硫效率一般可达90%以上。但海水脱硫技术同样存在着一定的局限性，首先，海水法脱硫受地域限制较大，企业如果不在临海地区，则无法使用。所以目前海水脱硫越来越多的应用于船舶废气的处理。其次，海水法脱硫只能脱除一些SO2含量较低的烟气，如果烟气中SO2浓度太高，则不宜采用海水法脱硫。最后，海水脱硫需要在整套装置上加装高效的除尘器，从而增加了成本。 2烟气脱硫脱硝技术的未来发展趋势

2.1炭基新型催化技术

为了提高污染物的处理效率，必须研发高效、清洁的烟气处理技术，有效地改善环境质量。经过相关实验可知，利用催化法进行烟气脱硝脱硫可以在保证安全的基础上，实现高效处理。其中活性炭以其自身孔隙结构大、稳定性高等优点多被用作烟气脱硫脱硝的材料。同时，应用活性炭不会出现二次污染的问题，获取方法也较为广泛且便捷。相关专家利用活性炭研究了解决上述技术中存在的一些缺点问题，主要是利用改变活性炭的化学改性或者在活性炭上负载稀土金属等方法，研究出了新型的烟气脱氧脱硝技术，便是炭基新型催化技术。此项方法主要是将活性炭进行特殊处理后改变自身的物理属性以及活性位点，进而将活性炭的主要功能由吸附转变为催化，有效地提