浅谈基于烟气脱硫脱硝集成技术的工艺

2017-02-10 08:17 [环境论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：摘要：世界经济的高速发展，人口的迅速膨胀带来的是对环境的破坏越来越严重。二十一世纪发展的是科技，消耗的是大量的化石能源，人类经济的发展是以牺牲环境为代价，但化石能源大量的消耗却带来了温室气体、酸雨、雾霾等。人类目前的能源结构以化石能源为主

　　摘要：世界经济的高速发展，人口的迅速膨胀带来的是对环境的破坏越来越严重。二十一世纪发展的是科技，消耗的是大量的化石能源，人类经济的发展是以牺牲环境为代价，但化石能源大量的消耗却带来了温室气体、酸雨、雾霾等。人类目前的能源结构以化石能源为主，经过几次大的大气污染的教训，人们逐渐重视大气污染。本文着重介绍了现在对排放气体进行脱硫脱硝的技术，我国能源以煤为主，发展适合我国的烟气脱硫脱硝技术具有重要意义。

　　关键词：大气污染；脱硫脱硝；集成技术；实际运用

　　中图分类号： X701.3 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）02-184-2

　　0 引言

　　因为我国的能源结构以燃煤为主，在之前很长的一段时间里大气污染物未经过净化就排放到大气中去，目前在我国北方地区出现的雾霾直接地反映出我国大气污染的严重性，大气环境治理刻不容缓。最近几年国家对排放到大气中的气体制定了严格的标准措施，但是我国的大气污染问题依然形势严峻。

　　1 氮氧化物与含硫气体的产生

　　目前排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物等主要大气污染气体，以煤炭的燃烧产生的烟气为主，而根据有关专家的预测：到本世纪中期，在我国的一次性能源消费中占据最大比重的依然是煤炭消耗。这足以说明我国在对以二氧化硫和氮氧化物为主的大气污染物的净化治理工作还有很长一段时间。

　　1.1 氮氧化物与二氧化硫的产生

　　一般氮元素在煤炭中的质量分数在0.4%―2.9%之间，而硫元素在煤炭中所占的质量分数在0.2%―11%之间。目前排放氮氧化物最多的几个行业是电力、工业和交通运输业。在汽车尾气排放中，氮元素与空气中的氧元素在高温条件下结合生成氮氧化物，这是大气中光化学烟雾的主要来源。在重要煤炭中，硫的含量在0.4%―5.5%之间。在高温中，煤里的硫化物发生一系列复杂的无机化学反应产生二氧化硫气体。

　　1.2 氮氧化物与二氧化硫对环境产生的危害

　　氮氧化物与二氧化硫都是主要大气污染物，会对环境造成破坏、对人体产生严重的伤害。含硫氧化物会在空气中积累，随着雨一起降落在地表形成常说的酸雨。酸雨会改变地表土壤和水体的PH值，并且严重腐蚀建筑物，对植物的危害更大，二氧化硫也会对人体造成严重的伤害。氮氧化物在空气中不但会和二氧化硫一样形成酸雨，而且氮氧化物会与碳氢化物一起形成光化学烟雾，还会在大气层外围破坏臭氧层。

　　现阶段的酸雨是雨雪中的酸度增加，降低了江河湖泊中的PH值使鱼类减少甚至灭绝；酸雨改变了土壤中原本的酸碱度，使植物的生长发育受到严重的影响；对气候的影响主要在温室效应和降低了能见度；氮氧化物与二氧化硫对人体的主要危害是增加了佝偻病和呼吸道的发病率。

　　2 脱硫脱硝集成技术

　　2.1 脱硫脱硝技术

　　运用在化工工业、火力发电等产生的硫氧化物、氮氧化物的烟气净化技术就是烟气脱硫脱硝技术。现在大规模使用的脱硫脱硝技术有十余种，主要包括脉冲电晕法、石膏湿法、微生物降解等。

　　2.1.1 脱硫技术简介

　　烟气脱硫技术就是利用二氧化硫的酸性性质，使用另一种碱性物质吸收烟气中的二氧化硫，从而达到烟气脱硫的目的。根据脱硫中碱性物质的三种状态，脱硫方法分为干法、湿法和半干法。

　　湿法脱硫顾名思义就是把含有二氧化硫的烟气通过碱性溶液，使之发生反应，把气态的二氧化硫变为液态含硫化合物。湿法脱硫效率高、速度快、稳定可靠，但是耗水量大，需要的资金投入较多。

　　干法脱硫就是用干燥的碱性物质固体来吸收二氧化硫，这种方法完全不用水参加反应，一直处于干燥状态。干法脱硫技术成本低、投入少，是一种节约型的脱硫技术，但是脱硫的效果不是很好。

　　而半干法脱硫就是把含有二氧化硫的气体相机通过固、液、气三种状态的碱性吸收物质。这种方法工艺简单、投资较少适合含硫量较低的煤燃烧产生的烟气脱硫。

　　2.1.2 脱硝技术简介

　　空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、低氮燃烧技术等都是目前氮氧化物燃烧技术采用的主要方法。这些技术与烟气脱硝技术相较而言都相对简单，产生的效果有限，反而使热损失增加，热效率降低。低氮氧化合物燃烧技术的局限太多，所以现阶段主要采用烟气脱硝技术。低氮燃烧技术、选择性催化还原法（图1）、选择性非催化还原法（图2）、联合烟气脱硝技术等是烟气脱硝的主要技术。

　　低氮燃烧技术除了前面所介绍的还有浓度偏差燃烧和烟气再循坏等技术，采用低氮氧化物燃烧技术可以使氮氧化物的量控制在80%―40%之间，使用效率更高的烟气脱硝技术会使得烟气中氮氧化物降到更低。

　　2.1.3 脱硫脱硝技术的集成

　　现在随着工业的飞速发展、脱硫脱硝工艺技术的提升而世界各国对大气排放标准要求也越来越高。现阶段已经在运行的脱硫、脱硝技术还不能满足我们对脱硫和脱硝标准的要求，因此世界上很多国家都在积极研发新的，能够提高脱硫和脱硝的技术。

　　2.2 脱硫脱硝技术集成工艺的原理

　　脱硫脱硝技术集成工艺满足了同时脱硫脱硝的需求，并且在进行脱硫脱硝处理后还能获得一些副产物。脱硫脱硝技术集成工艺设备简单但可靠、投入资金较少，经济适用。固相吸收脱硫脱硝工艺、活性炭吸收脱硫脱硝工艺、氧化铜脱硫脱硝工艺是脱硫脱硝集成工艺主要运用的三种方法。

　　脱硫脱硝的反应原理：利用活性炭的吸附能力，吸收烟气中的二氧化硫、水同时与氧气结合反应，并在反应中加入含氮的碱性气体，这就是活性炭吸收脱硫脱硝工艺的反应原理。氧化铜脱硫脱硝工艺是以氧化铜为活性物质，在高温条件下与含硫物质发生反应再与含氮物质发生反应。

　　3 脱硫脱硝技术集成工艺的实际运用

　　脱硫脱硝一体化的集成技术应用最多的是一些使用化石能源较多的行业。脱硫脱硝技术集成工艺以简单可靠、效率高、占地面积小、启动资金少的优势而在工业、发电、交通行业里得到大量应用。目前发展的脱硫脱硝一体化工艺技术在经济、技术、环境等方面都取得了巨大的成果。

　　4 总结

　　我们直接生活在大气中，大气环境关乎我们的健康。烟气中大量的二氧化硫和氮氧化物排放到大气中，产生酸雨、温室效应、光化学烟雾等环境问题。我国是燃煤大国也是工业大国，机动车保有量居世界前列，因此我国的二氧化硫氮氧化物治理工作刻不容缓。我国严峻的大气治理环境，使脱硫脱硝一体化集成技术的开发不能停止，迫切需要更高效，节约的新技术。

　　参考文献

　　[1] 王楠.电厂烟气脱硫脱硝控制系统的研究与应用[D].西安建筑科技大学，2015.

　　[2] 闫涛.催化裂化（FCC）装置烟气脱硫脱硝技术综述[D].上海师范大学，2013.

　　[3] 张佩佩.燃烧条件下脱硫脱硝的机理研究[D].华北电力大学，2009.

（编辑：东北亚）

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