*部分 脫硫技術

       目前煙氣脫硫技術種類達幾十種，按脫硫過程是否加水和脫硫產物的幹濕形態，煙氣脫硫分（fèn）為：濕（shī）法、半幹法、幹法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術較為成熟，效率高，操作簡（jiǎn）單。

       一、濕法煙氣脫硫技（jì）術

       優（yōu）點：濕法煙氣脫硫（liú）技術為氣液反應，反應速度快，脫硫效率高，一般均高於90％，技術成熟，適用麵廣。濕法脫硫技術（shù）比較成熟，生（shēng）產運（yùn）行安全可（kě）靠，在眾多的脫硫技術中，始終占據主導地位，占脫硫總裝機容量的80％以上。

       缺點：生成物是液體或淤渣，較難處理，設備腐蝕性嚴重，洗（xǐ）滌後煙氣需再熱，能耗高，占地麵積大，投資和運行費用高。係統複雜（zá）、設（shè）備龐大、耗水量大、一次性投資高，一般適用於大型電廠（chǎng）。

       分類：常用的濕法煙氣脫硫技術（shù）有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收（shōu）法（fǎ）等。

       A、石灰石／石灰-石膏法：

       原理：是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，生（shēng）成亞硫（liú）酸鈣，經（jīng）分離的（de）亞（yà）硫酸鈣（CaSO3）可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣（CaSO4），以石膏形式（shì）回收。是目前*上技術*成熟、運行狀況*穩定的脫硫工（gōng）藝，脫硫效率（lǜ）達到90％以上。

       目前傳統的石灰石/石（shí）灰—石（shí）膏法煙氣脫（tuō）硫工藝在現在的中國市場應用是比（bǐ）較廣泛的，其采用鈣基脫硫劑吸收（shōu）二氧化硫後生成的（de）亞硫酸鈣、硫酸鈣，由於其溶（róng）解度較（jiào）小，極易在脫硫塔內及管道內（nèi）形成結垢、堵塞現象。對比石灰（huī）石法脫（tuō）硫（liú）技術，雙堿法煙氣脫（tuō）硫技術則克服了（le）石（shí）灰石—石灰法容易結垢的缺點。

       B、間接石灰石-石膏法:

       常見的間接石灰石-石膏法有：鈉堿雙（shuāng）堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收（shōu）法等。原理：鈉堿、堿性氧化鋁（lǚ）(Al2O3·nH2O)或稀硫酸（H2SO4）吸收SO2，生成的吸收液與石灰石反應而得以再生，並生成石膏。該（gāi）法操作簡單，二次汙染少（shǎo），無結（jié）垢和堵塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產品質量較（jiào）差。

       C、檸檬吸收法：

       原理：檸（níng）檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好（hǎo）的緩衝性能（néng），當SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時，煙氣中的SO2與水中H發生反應生成H2SO3絡合（hé）物,SO2吸收率在99％以上。這種方（fāng）法僅適於低濃度SO2煙氣（qì），而不適於高濃度SO2氣體吸收（shōu），應用範圍比較窄。另（lìng）外（wài），還有（yǒu）海水脫硫法、磷銨複肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。

       二、幹法（fǎ）煙氣（qì）脫硫技術

       優點（diǎn）：幹法煙氣脫硫技術為氣同反應，相對於濕（shī）法脫硫係統來說，設備簡單，占（zhàn）地麵積（jī）小、投資和運（yùn）行費用較低、操作方（fāng）便、能耗低、生成物便於處置、無汙水處理係統等（děng）。

       缺點（diǎn）：但反應速度慢，脫硫率低，先進的可達60-80％。但目前此種方法脫硫效率較低（dī），吸收（shōu）劑利用率低，磨損、結垢現象比較嚴重，在設（shè）備維護方麵難度較大，設（shè）備運行的穩定性、可靠性不高，且壽命（mìng）較短，限製了此種方法的應用。

       分類：常用的幹法煙氣（qì）脫硫技（jì）術有活性碳吸（xī）附（fù）法、電子束輻射（shè）法、荷電幹式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等（děng）。

       典（diǎn）型的幹（gàn）法脫硫係（xì）統是（shì）將脫硫（liú）劑（jì）(如石灰石、白雲石或消石灰)直接噴入爐內。以石灰石（shí）為例，在高溫下煆燒時，脫硫劑煆燒（shāo）後形成（chéng）多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中（zhōng）的SO2反應生成硫酸鈣，達到脫（tuō）硫的目的。

       幹法煙氣脫硫技術（shù）在鋼鐵行（háng）業中已經有應用於（yú）於大型轉爐和高爐的例子，對於（yú）中小型高爐該方法則不太適（shì）用。幹法脫硫技（jì）術的優點是工藝過程簡（jiǎn）單，無汙水、汙酸處理問題，能耗低（dī），特別是淨化後（hòu）煙氣溫度較高，有利於煙囪排氣擴散，不會產生“白煙”現象，淨化（huà）後的煙氣不需要二（èr）次加熱，腐蝕性（xìng）小；其缺點是脫硫效率較低，設備龐大、投資大、占地麵積大，操作技術要求高（gāo）。常見的幹法脫硫技術有。

       A、活性碳吸附法

       原理：SO2被活性（xìng）碳吸附並被催化氧化為三氧化硫(SO3)，再與水反應生成H2SO4，飽和後的活性碳可通過水洗或加熱再生，同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得（dé）副產品H2SO4，液態SO2和單質硫，即可以有效地控製SO2的排放，又可以回收硫資源。該技術經（jīng）西安交通大學對活性炭（tàn）進行（háng）了改進，開發出成本低、選擇吸附性能強的ZL30，ZIA0，進一步完善（shàn）了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達到95.8％，達到*排放（fàng）標（biāo）準。

       B、電子（zǐ）束輻射法

       原理：用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性物質，將煙氣中的SO2和氮（dàn）氧化物氧化為（wéi）SO3和二氧化氮(NO2)，進一（yī）步生成（chéng）H2SO4和（hé）硝酸（suān）(NaNO3)，並被氨(NH3)或石（shí）灰石(CaCO3)吸（xī）收劑（jì）吸收。

       C、荷電幹式吸收劑噴（pēn）射脫硫法(CD．SI)

       原（yuán）理：吸收劑（jì）以（yǐ）高速流過噴射單元產（chǎn）生的高（gāo）壓（yā）靜電電暈充電區，使吸收劑帶有靜電荷，當吸收劑被噴（pēn）射（shè）到煙氣流中（zhōng），吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表麵充分暴露，使脫硫（liú）效（xiào）率大幅度提高。此方法為幹法（fǎ）處理，無設備汙染及結垢現象，不產生（shēng）廢（fèi）水（shuǐ）廢渣，副產品（pǐn）還可以作為肥料使（shǐ）用，無二次汙染物產生，脫硫率大於90％，而（ér）且（qiě）設備簡單，適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠（kào）電子束加速器產生高能電子；對於一般（bān）的大型企（qǐ）業來說，需大功率的電（diàn）子槍，對（duì）人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運行和（hé）維（wéi）護要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置，煙氣（qì）中SO2的（de）脫硫達到*排放標準。

       D、金屬氧化物脫硫法

       原理：根據SO2是一（yī）種比較活潑的氣體的（de）特性，氧化錳(MnO)、氧化鋅（xīn）(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化（huà）銅(CuO)等氧化物對（duì）SO2具有較（jiào）強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對SO2起吸（xī）附作用，高溫情況下，金屬氧化物與（yǔ）SO2發生化學反（fǎn）應，生成（chéng）金屬鹽。然後對吸附物和金（jīn）屬鹽通過熱分解法、洗滌法（fǎ）等使氧化物再生（shēng）。這是一種幹法脫硫方法，雖然沒有汙水、廢酸，不造成汙染，但是此方法也沒有（yǒu）得到推廣，主要是因為脫硫效率比較低，設備龐大，投資（zī）比較大，操作要求較高，成（chéng）本高。該技術的關鍵是開發新的吸（xī）附劑。

       以上（shàng）幾種SO2煙氣治理技術目前應用比較廣泛的（de），雖然脫硫率比較高，但是工藝複雜，運行費（fèi）用高，防汙不徹底，造成二次汙染等不足，與我國實現經濟（jì）和環境和諧（xié）發展的大方針不相適應，故有必要對新（xīn）的脫硫技（jì）術進行探索和研（yán）究。

       三、半幹法煙氣脫（tuō）硫技（jì）術

       半幹法脫硫包括噴霧幹燥法脫硫、半幹半濕法脫硫、粉末一（yī）顆粒噴動床脫硫（liú）、煙道噴射脫（tuō）硫等。

       A、噴霧幹燥法

       噴霧幹燥脫硫方法是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表麵積，在氣液兩相之間發（fā）生（shēng）的一種熱量交換、質量傳遞和化學（xué）反應的脫硫方法。一般用的吸收（shōu）劑（jì）是堿液、石（shí）灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數裝置都使用石灰乳作為吸（xī）收劑。一般情況下，此種方法（fǎ）的脫硫率65％～85％。其優點：脫（tuō）硫（liú）是在氣（qì）、液、固三相狀態下（xià）進行，工藝設（shè）備簡單，生成物為幹態的CaSO 、CaSO ，易處理，沒有嚴重的設備腐蝕和堵塞情況，耗（hào）水也比較少。缺點：自動化要求比較高，吸收劑的用量難（nán）以控製，吸收（shōu）效率不是很高。所以，選擇開發合理的吸收劑是解決此方法麵（miàn）臨的新（xīn）難題。

       B、半幹半濕法

       半幹半濕法是介於濕法和幹法之間的一種脫硫方法，其脫硫（liú）效率和脫硫（liú）劑利用率等參（cān）數也介於兩者之間，該方法主要適用於中小鍋爐的煙氣治理。這種技術的特（tè）點是：投資少、運行費用低，脫硫率雖低於濕法脫硫技術，但仍可達到70％tn，並且（qiě）腐蝕性小、占地麵（miàn）積（jī）少，工藝可靠（kào）。工（gōng）業中常用的半幹半濕法（fǎ）脫硫係統與濕法脫硫係統相比，省去了製漿係統，將濕法脫硫係統中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。與幹法脫硫係統相比，克服了爐內噴鈣法SO2和CaO反應效率低、反應時間長的缺點，提高了脫硫（liú）劑的利用率（lǜ），且工（gōng）藝簡單，有很好的發展前景。

       C、粉（fěn）末一顆（kē）粒噴動床半千法煙氣脫硫法

       技術原理：含SO2的（de）煙氣經過（guò）預熱器進入粉粒噴動床（chuáng），脫硫劑製成粉末（mò）狀預先與水混合，以漿料形式從噴（pēn）動床的頂部（bù）連續噴人床（chuáng）內，與噴動粒子充分混合，借助於和熱煙氣的接觸，脫硫與幹燥同時進行。脫硫（liú）反應後的產物以幹態粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技（jì）術應用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對環境的影響很小（xiǎo）。但（dàn）進氣溫度、床內相對濕度、反應溫度之（zhī）間有嚴格的要求，在漿（jiāng）料的含濕量和反應溫度控製不當時，會有脫硫（liú）劑粘壁（bì）現象發生。

       D、煙道噴射半幹法煙氣脫硫

       該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應器（qì）進行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單，需場地較小，適合於（yú）在我國開發應用（yòng）。半幹法煙（yān）道（dào）噴射（shè）煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑（jì）漿液，漿滴邊蒸發邊反應，反應產物以幹態（tài）粉（fěn）末出煙道。

       四、新興的煙氣脫硫方（fāng）法

       *近幾年，科技突（tū）飛猛進，環境問題已提升到法律高度。我國的科技工（gōng）作者研製出了一些新的脫硫技術，但大多還處於試驗階段，有（yǒu）待於進一步的工業應用驗證。

       1、硫化堿脫硫法

       由（yóu）Outokumpu公司開發研製（zhì）的硫化（huà）堿脫硫（liú）法主（zhǔ）要（yào）利用工業級硫化納作為原（yuán）料來吸（xī）收（shōu）SO2工業煙氣，產品以生成硫磺為目的。反應過（guò）程相當複雜，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質生成（chéng），由（yóu）生成物可以看出過程耗能較高（gāo），而且副產品價值低，華南理工大學的石林經過研究（jiū）表明過程中的各種硫（liú）的化合物含量隨反應條件的改變（biàn）而改變，將溶液pH值控製在5.5—6.5之間，加入（rù）少量起氧化作用的添加劑TFS，則產品主要生成（chéng）Na2S203，過（guò）濾、蒸發可得到附加值高的5H 0·Na2S203，，而且脫硫率高達97％，反應過程為：SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術已通過中試，正在推廣應用。

       2、膜吸收法

       以有機高分（fèn）子膜為代表的膜分離技術是近幾（jǐ）年研究出的一種氣體分（fèn）離新（xīn）技術，已得到（dào）廣泛的應用（yòng），尤其在水的淨化和處理方麵。中科院大連物化所的金美等研究員創造性地利用膜來吸收脫出SO2氣體（tǐ），效果比較顯著，脫硫率達（dá）90％。過程是：他們利（lì）用聚丙烯中空（kōng）纖維膜吸收器，以NaOH溶液為吸收液，脫除SO2氣體，其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和NaOH吸收液（yè）分開，SO2氣體通過（guò）多孔膜中的（de）孔道到達（dá）氣液相界麵處，SO2與NaOH迅速（sù）反（fǎn）應，達到脫硫的目（mù）的（de）。此法是膜分離技術與吸收（shōu）技術相結合的一種新技術，能耗低，操作簡單，投資少。

       3、微（wēi）生（shēng）物脫硫技術

       根據微生物參與硫循環的各個過程，並獲得能量這一特點，利用微生物進行煙氣脫硫，其機理為：在有（yǒu）氧條（tiáo）件下，通過脫硫細菌（jun1）的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，細菌從中獲取能量（liàng）。

       生物法脫硫與傳統（tǒng）的化學和物理脫硫相比，基本沒有高溫、高（gāo）壓、催化劑等外在條件，均為常溫常壓下操作，而且工藝流程簡單，無（wú）二次汙（wū）染。國外曾以地熱發電站每天脫除5t量的H：S為基礎；計算微（wēi）生物脫硫的總費用是常規濕法50％。無論對於有機硫還（hái）是無機硫，一經燃燒均可生成被微生物（wù）間接利用的無機硫SO2，因此，發展微生物煙氣脫硫技術，很具有潛力。四川大學的王安等人（rén）在實驗室條件下，選用氧化亞鐵杆菌進行脫硫（liú）研究（jiū），在（zài）較低的液氣（qì）比下，脫硫率達98％。

       4、煙氣脫硫技術發展趨勢目前已有的各種技術都有自己的優勢和缺陷，具體應用時要具體分析，從投資、運行、環保等各方麵綜合考慮來選擇一（yī）種適合的脫硫技術。隨著科技的發展，某一項新技術韻產生都會涉及到很多不同的學科，因（yīn）此，留意其他學科的*新進（jìn）展與（yǔ）研（yán）究成果，並把它們應用到煙氣脫硫（liú）技術中是開發（fā）新型煙氣脫硫技術的重要途徑，例如微（wēi）生物（wù）脫（tuō）硫、電子束法脫硫等脫硫新技術，由於他們各自獨特的特點都將會有很大的發展空間。

       隨著人們對環境（jìng）治理的（de）日益重視和工業煙氣排放（fàng）量（liàng）的不斷增加（jiā），投資和運行費用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、汙染少、無二次汙（wū）染的脫硫技術必（bì）將成（chéng）為今（jīn）後煙氣脫硫技術發展的主要趨勢。

       各種各樣的煙氣脫硫技術在脫除SO2的過程中取得了（le）一（yī）定的經（jīng）濟、社會和環保（bǎo）效益，但是（shì）還存在一些不足，隨著生物技術及高新（xīn）技術的不斷發（fā）展，電子束脫硫技術和（hé）生物（wù）脫硫等一係列高新（xīn）、適（shì）用性強的脫硫技術將會（huì）代替傳統的脫硫方法。

       第二部分 脫硝（xiāo）技術

       常見的脫硝技術（shù）中，根據氮氧化物的形成機理，降氮減（jiǎn）排的技術措施可以分為兩大（dà）類（lèi）：

       一類（lèi）是從源頭上（shàng）治理（lǐ）。控製煆燒中生成NOx。其技術（shù）措施：①采用低氮燃燒器；②分解爐和管道內的分段（duàn）燃燒，控製燃燒溫度；③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。

       另（lìng）一類（lèi）是從末端治理。控製煙氣中排放的NOx，其技術措施：①“分（fèn）級（jí）燃燒+SNCR”，國內已有試點；②選擇性非催化還原法（SNCR），國內（nèi）已有試點；③選擇性催化還原法（fǎ）（SCR），目前歐洲隻有三條線實驗；③SNCR/SCR聯合脫硝技術（shù），國內水泥脫硝還沒有（yǒu）成功經驗；④生物脫（tuō）硝技術（正處於研（yán）發（fā）階段）。

國內的脫硝技（jì）術，尚屬探（tàn）索示範（fàn）階段，還未進行科學總結（jié）。各（gè）種設計工藝技術路（lù）線（xiàn）和裝（zhuāng）備設施（shī）是否科學合理、運行是否可靠？脫硝效（xiào）率（lǜ）、運行成（chéng）本、能耗、二次汙染物排放有（yǒu）多少等都將經受實踐的檢（jiǎn）驗（yàn）。

脫硝（xiāo）技術具體可以分為：

燃燒前（qián）脫硝（xiāo）：

1）加氫脫（tuō）硝

2）洗選

燃燒中脫硝（xiāo）

1）低溫（wēn）燃燒

2）低氧燃燒

3）FBC燃燒技術

4）采用低NOx燃燒器

5）煤粉濃淡分離

6）煙氣再循環（huán）技術

燃燒後脫硝

1）選擇性非催化還原脫硝（SNCR）

2)選擇性催化還原脫硝（SCR）

3）活（huó）性炭吸附

4）電（diàn）子（zǐ）束脫硝技術

       其中SNCR脫硝效率（lǜ）在大型燃煤機組中可達 25%～40% ,對小型機組可（kě）達 80%。由於該法受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術的補充處理手（shǒu）段（duàn）。其工程造價低、布置簡易、占地麵積小，適合（hé）老廠（chǎng）改造，新廠可以根據（jù）鍋爐設計配合（hé）使用。

       而選擇性催化還原技術（SCR)是（shì）目前*成熟的煙氣脫硝技術, 它是一種爐（lú）後（hòu）脫硝方法,*早由日本於 20世紀 60~70年代（dài）後期（qī）完成商業運（yùn）行,是利（lì）用還原劑（jì）(NH3,尿素)在金屬催化（huà）劑作（zuò）用下, 選擇（zé）性地與 NOx 反應生成 N2 和H2O, 而不是被（bèi） O2氧化, 故稱為（wéi）“選擇性”。目前*上流行的 SCR工藝主（zhǔ）要分為氨法SCR和尿素法 SCR 2種。此 2種方法都（dōu）是利用氨對NOx的還原功能（néng） ,在催（cuī）化劑的作用下將NOx (主要是NO)還原為對大氣沒（méi）有多少影響的（de） N2和水 ,還原劑（jì）為 NH3。

       目（mù）前，在SCR中使（shǐ）用的催化劑大多（duō）以TiO2為載體，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分，製成蜂窩式、板式或（huò）波紋式三種類型（xíng）。應用於煙氣脫硝中的SCR催化（huà）劑可分為（wéi）高溫（wēn）催化劑（345℃～590℃）、中溫催化（huà）劑（260℃～380℃）和低溫催化劑（80℃～300℃），不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反（fǎn）應溫度偏低，催化劑的活性會（huì）降（jiàng）低，導致脫硝效率下降，且如果催化劑持續在低溫下運行會使催化劑發生永久性損壞；如果反應溫度過高，NH3容易被氧化，NOx生成（chéng）量增加，還會引起催化劑材料（liào）的相變，使（shǐ）催化劑的（de）活性退化。目（mù）前，國內外SCR係統大多（duō）采用高溫催化劑，反（fǎn）應溫度區間為315℃～400℃。

       該（gāi）方法在實際應用中的優缺點如下：

       優點：該法脫硝效率高，價格相對低廉，目前廣泛應用在（zài）國內外工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技術（shù）。

       缺點：燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生（shēng）成一定（dìng）量（liàng）的SO3。添加催化劑後, 在有氧（yǎng）條件下, SO3 的生成量大幅增加, 並與過量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕（shí）性和粘性, 可導致尾部煙道設備損壞（huài）。雖然SO3 的生成量有限, 但其（qí）造成的影響不可低估。另外（wài）,催化劑中毒現象也不（bú）容忽視。

       第三部分 鍋爐企業的脫硫脫硝技術應用

       鍋爐企業的（de）脫硫脫硝技（jì）術，在國內（nèi）現有鍋爐生產廠家中多以煤或煤氣作為（wéi）燃燒介質（zhì），對於燃煤鍋爐，國內應用（yòng）*成熟的工藝是FGD法（利用吸收劑或吸附（fù）劑去除煙氣中的二氧化硫）脫硫技術，脫硝則以選擇性催化還原法SCR技術為主（zhǔ）。


       SCR法脫硝技術是*上*主流的去除NOx的方法，這種方（fāng）法可以在現有的FGD工藝下加入（rù）脫硝裝置，在含氧氣（qì）氛下，還原劑有限與廢氣中NO反應的催化過程稱為選擇性催化還原，合適的催化劑和還原劑應具有特點如下：

1）還（hái）原劑應具有高的反應性。

2）還原劑可選擇性的與NOx反應，而不與煙氣中大量存在的氧化性（xìng）物質反應。

3）還原劑必（bì）須價格低廉，以使（shǐ）脫除過程的低成本運作。

4）催（cuī）化劑應大大降低NOx還原溫度。

5）催化劑應具有高的催化活性，以利於煙氣中低濃度（dù）NOx的有效（xiào）還原。

6）催（cuī）化劑選擇性的與還原劑與（yǔ）NOx的反（fǎn）應形成N2，而對還原劑與煙氣中其他氧化性物質的反應表現惰性（xìng）。

7）催化（huà）劑應具有結（jié）構穩定。

8）催化劑不收煙氣其他祖墳的毒（dú）化。

       對於鍋爐行業來說，一定要研究同時脫硫脫硝技術，目前（qián）國內多為單獨脫（tuō）硫脫硝（xiāo）技（jì）術，這種方式造成（chéng）設備重複建設，能耗大，人員成本（běn）、運行成本高（gāo），而同時脫硫脫硝（xiāo）技術則可以在一定程度上避（bì）免此類問題的發生。