环境污染控制读书报告

环境污染控制原理与技术

《大气污染控制工程》读书报告

——烟气同步脱硫脱硝技术研究进展

摘要：燃煤烟气排放的二氧化硫和氮氧化物是重要的大气污染物质，同步脱硫脱硝技术是目前研究的热点。本文通过对《大气污染控制工程》的学习、并结合现有的研究成果，主要从技术成本及脱硫脱硝产物的可资源化利用两个方面对目前广泛研究的同步脱硫脱硝技术进行了综述，介绍了湿法同步脱硫脱硝工艺、干法同步脱硫脱硝工艺以及生物法同步脱硫脱硝工艺，并指出资源化同步脱硫脱硝技术是当前研究的发展趋势。

关键词：同步脱硫脱硝，干法，湿法，生物法

正文：

环评导则共分为四部分。分别为大气环境，地表水环境，声环境和生态影响。

1 引言

我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，煤炭在我国能源消耗中的比例达到70%以上。在今后一段时间内，我国的一次能源仍将以煤炭为主，而煤炭排放的二氧化硫和氮氧化物是重要的大气污染物。二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要原因，酸雨会导致地表植被破坏、土壤和地下水酸化和金属腐蚀等问题，已经成为威胁人类生存的重要环境问题。随着氮氧化物排放量的增加，我国酸雨中硝酸根浓度逐年增加，加速了由硫酸型酸雨向混合型酸雨的转变。国家对SO2和NO X的污染控制十分重视，颁布了一系列的控制政策和排放标准，控制SO2和NO X的排放。国内外学者也开展了大量关于烟气脱硫脱硝的实验研究。当前，投入实际应用的脱硫脱硝技术主要为湿法脱硫（WFGD）和选择性催化还原（SCR）技术。但是，如果仅将两种技术工艺简单组合来实现同步脱硫脱硝，不仅初次投入和运行费用高，而且易造成二次污染。如果能够充分利用SO2和NO X某些通性，使脱硫脱硝过程能够在同一个结构紧凑的一体化工艺中同步完成，这将能够大大降低脱硫脱硝成本。因此，同步脱硫脱硝技术会成为未来烟气净化领域的一种发展趋势。

2干法烟气同步脱硫脱硝技术

2.1电子束氨法烟气脱硫脱硝技术

电子束氨法烟气脱硫脱硝技术（简称EA-FGD）的研究始于1970年，由日本荏原公司（EBARA）首先提出电子束氨法烟气脱硫脱硝技术。上世纪80年代，美国、德国和波兰等国相继开展研究和评价，并开展了一定规模的中试实验。电子束氨法烟气脱硫脱硝技术逐步进入工业化应用的试探阶段。我国电子束辐射脱硫脱硝技术的研究始于20世纪80年代中期，中国工程物理研究院建造的最大烟气处理量为12000m3/h的工业性试验装置，是目前国内自行设计建造的第一套工业化装置，标志着我国燃煤烟气电子束辐射脱硫脱硝技术进入工业化试验阶段。

电子束氨法烟气脱硫脱硝技术是利用电子能量为800keV-1MeV的电子束对烟气进行辐射，将烟气中的SO2和NO X转化为SO3和NO2，最后由氨溶液吸收得到硫酸铵和硝酸铵副产品的一种脱硫脱硝工艺。电子束辐射技术脱硫脱硝的大致工艺流程是：燃煤锅炉排出的烟气经除尘后，进入冷却塔，在塔中由喷雾水冷却到65～70℃；在烟气进入反应器之前，注入接近化学计量的氨气，然后进入反应器，经受高能电子束照射，使烟气中的N2、O2和水蒸气等发生辐射反应，生成大量的离子、自由基、原子、电子和各种激发态的原子、分子等活性物质，它们将烟气中的SO2和NO X氧化为SO3和NO2；这些高价的硫氧化物和氮氧化物与水蒸气反应生成雾状的硫酸和硝酸，这些酸再与事先注入反应器的氨反应，生成硫铵和硝铵，净化后的烟气经烟囱排放；副产品经造粒处理后可作化肥销售。

电子束氨法烟气脱硫脱硝技术有许多优点：其同步脱硫脱硝效率很高；工艺流程短，占地面积小；副产品为硫酸铵和硝酸铵，进一步处理后可以用作化肥原料；工序中不需要复杂的废水处理设施。该技术同样也存在一些缺点：副产品作为肥料销售还需要特定的处理；部分未反应液氨逸出会污染环境；生成的硫酸铵含水率较高，黏性大，对管道和极板粘结严重，清灰困难；烟气对极板有一定的腐蚀性，电子束发生设备寿命短。

2.2 脉冲电晕烟气脱硫脱硝技术

脉冲电晕烟气脱硫脱硝技术是继电子束方法之后于80年代中期提出的，其脱硫脱硝的基本原理和电子束辐射脱硫脱硝的基本原理基本一致，它们的差异在于高能电子的来源不同。电子束方法是通过阴极电子发射和外电场加速来获得，而脉冲电晕放电方法是由电晕放电自身产生的。它利用电晕放电过程中产生的高能电子使烟气中的分子如H2O、O2等激活、裂解或电离，从而产生强氧化性的自由基O、OH、HO2等。而这些自由基会对SO2和NO进行等离子体催化氧化，分别生成SO3和NO2或相应的酸，在有添加剂如氨的情况下，则生成可用作肥

料的铵盐沉降下来，国内外都对此技术进行了比较全面的研究。

脉冲电晕放电脱硫脱硝有着突出的优点：它能在单一的过程内同时脱除SO2和NO X；高能电子由电晕放电自身产生，不需昂贵的电子枪，也不需要辐射屏蔽；它只要对现有的静电除尘器进行适当改造就可以实现，并可能集脱硫脱硝和飞灰收集的功能于一体；它的最终产品可用作肥料，不会产生二次污染；在超窄脉冲作用时间内，电子获得了加速，而对不产生自由基的惯性大的离子没有加速，因此该方法在节能方面有很大的潜力；它对电站锅炉的安全运行没有影响。但SO2和NO X脱除的化学反应动力学尚需深入研究，以确定烟气中飞灰、水蒸气等各种成分对脱除反应的影响，还需考虑电源与反应器的有效匹配等问题，才能实现该技术在工业中大规模的应用。

2.3 MO X﹣Al2O3/C烟气脱硫脱硝技术

CuO作为活性组分用于同时脱除烟气中的SO2和NO X已经得到比较深入的研究，其中脱除剂以CuO/Al2O3和CuO/SiO2为主。CuO在300—500℃的温度范围内，可以较好的与烟气中的SO2反应生成CuSO4，形成的CuSO4和CuO对还原烟气中NOx有很高的催化活性。吸收饱和的CuSO4进行再生，再生过程释放的SO2可浓缩制成硫酸，生成的CuO进一步重新应用于烟气中SO2和NO X的脱除过程。主要反应如下：

2CuO+2SO2+O2→2CuSO4

2H2+CuSO4→SO2+Cu+2H2O

2Cu+O2→2CuO

4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

氧化铜同时脱硫脱硝的主要缺点是CuO在不断的吸附、还原和氧化过程中，活性逐步下降，经过多次循环之后就会逐渐失活，载体Al2O3长期在含SO2的气氛中也会逐渐失去活性，而且该法后处理过程也比较复杂，CuO的再生也并非那么简单，因而其应用于工业化还有许多问题要解决。

CuO/C催化剂由于其较好的同步脱硫脱硝性能得到了许多学者的广泛研究。其主要利用活性炭的还原性，将金属离子还原成单质或低价态的离子，负载在活性炭上的原子和化合物与吸附质之间结合作用较强，使得活性炭的吸附能力大大提高。催化剂的制备多采用液相沉积，常用的浸渍液有：硝酸铜、氯化铜、碳酸钠、硫酸亚铁、氯化铁等水溶液，载体多为活性炭或活性碳纤维。活性炭成本较高、而且存在中毒问题，应用受到限制。

2.4 NOXSO技术

NOXSO技术是由NOXSO公司和美国能源部匹兹堡能源中心合作开发的烟