低温条件下烟气脱硫脱硝技术的研究与应用分析

摘要：随着我国经济的快速发展，排放的各种烟气也在不断增长。由煤炭燃烧所释放的占总排放量的百分之八十五，占总排放量的百分之六十，二者所引起的酸雨量占总酸雨量的百分之八十二。自上世纪七十年代开始，发达国家在多年烟气二氧化硫排放控制技术研究的基础上，对工业烟气以及脱硫脱硝的研究。脱硫脱硝一体化技术目前处于研究阶段，都没有得到大规模的工业应用。开发技术简单，运行成本低，具有良好运行性能的脱硫脱硝一体化技术，将是未来烟气综合治理技术的发展方向。综述了活性焦法低温烟气脱硫脱稍工艺和湿法有机催化氧化烟气脱硫脱稍技术的工艺原理、流程以及技术特点，并通过工程案例运行经济评估。

关键词：低温条件；烟气脱硫；硝技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言：在目前阶段，由于经济的不断发展，同时也为各地的气候带来了很大的影响，煤在燃烧的过程中释放的硫化物以及氮化物将会到大气环境带来严重的影响，酸雨则是直接影响到周围人民的健康。因此，必须选择合理的技术，同时要有效的控制煤燃烧过程中所出现的二氧化硫以及氮等有机物质。因此，脱硫脱硝技术便营运而出，该技术能在同一套系统内实现脱硫与脱硝,具有设备精简、占地面积小、管理方便以及生产成本低等优点。本文主要是对其技术进行阐述，同时分析了各种技术方法原理及应用的相关问题。

1.关于低温条件下的烟气脱硫脱硝新技术

在一定的程度上结合工业锅炉燃煤锅炉、水泥炉窑燃煤锅炉以及玻璃炉窑小燃煤锅炉和冶金烧结炉型燃煤锅炉等等，都是以中小型为主的燃煤锅炉，在进行烟气温度排放的过程中，一定要远远的低于催化剂工艺成熟的V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂活性方面的温度，所以就会在一定的程度上这四种中小型燃煤锅炉NOx排放在进行控制面临将会面临着比较大的挑战。

2.SCR的技术

在现阶段，国际上很多研究单位都对低温SCR催化剂不断的在进行研究，其研究的主要内容就是低温催化剂和催化剂的载体，同时，也要在以下内容中在进行深入的研究。第一要针对不同的载体，例如碳材料、金属氧化物催化剂以及二氧化硅等进行研究，同时也在不断的开发低温SCR催化剂。第二是SCR催化剂的原料表面改性技术以及配方。既是调整催化剂表面的酸碱度，以此获得更多的酸性活性基因，同时增强对还原剂NH3的吸附，或在高效的载体上配合不同的活性物质，使催化剂具有高的抗二氧化硫和水蒸气活性。

表1中列举出了我国低温SCR技术在酸洗行业、玻璃窑炉以及钢铁锅炉烟气治理过程中的应用。表1 低温SCR技术在中小型锅炉烟气治理过程中的应用

项目 处理风量

（Nm3/h) 运行温度（℃） 脱硝效益（%）

云南钛业酸洗线

氮氧化合物净化系统

合肥彩虹液晶玻璃有效公司

低温脱硝工程

广州钢铁厂自备电站锅炉 8400

1400

310,000 170

240

170 >90

>98

60

主要是采用氨气选择性的还原NHX的低温SCR工艺的研究已经是取得了很大的成绩，然而，在和中温以及高温的SCR或者是其他的烟气脱硝工艺相比较，在低温的SCR脱硝的工艺中存在着以下的问题：

第一个方面是对于低催化剂的研究和开发仍然是需要不断的深入研究，其中主要包括了催化剂自身的活性和催化剂有效温度范围的研究；第二个方面是温度降低之后，氮以及三氧化硫形成了硫氮的化合物，其化合物将更加容易的吸附催化剂的表面上，要求低温催化剂对烟气中的二氧化硫具有更低的氧化率；第三个方面是低温的烟气水蒸气对于催化有什么影响需要进行研究。

3.活性焦法的技术

这项技术是在二十世纪六十年代时所发展起来的，主要是通过一种以物理化学吸附原理来进行脱硫、NH3-SCR技术脱硝为基础的烟气脱硫脱硝治理技术，因为活性焦最佳吸附温度范围是在一百二十度到一百六十度，因此也比较适用于工业锅炉、玻璃炉窑等中小型燃煤锅炉烟气脱硫脱硝治理，是一种高效低温的烟气脱硫脱硝一体化工艺。脱硫系统可分为吸附反应系统、活性焦解析再生循环系统、活性焦运输系统以及活性焦补给系统。

在脱硝系统当中其主要包括了注氨系统，主要是液氮存储以及混合注入等。活性焦法技术主要是由于烟气首先进入位于下部的脱硫塔，烟气中的二氧化硫被活性焦吸附，然后进入位于上部的脱硝塔，在活性焦的催化作用下，烟气中的氮氧化物与喷入的氨发生还原反应，氮氧化物被还原成对环境没有危害的氮气，同时也生产了二氧化碳以及水。吸附了二氧化硫的活性焦被送入再生系统中，在大约四百摄氏度的温度下使二氧化硫脱附，脱附后的活性焦被送入反应塔循环使用，其体积的分数约是百分之二十的氧化硫气体被送入到副产品回收系统，根据当地情况制成硫酸、单质硫或其他化工产品。

该方法在脱硫以及脱硝的过程中集脱硫、脱硝、等金属于为一体，在总体投资方面比较低，同时所需要的设备也相对简单，在装置过程中的费用也比较小，同时其运行的费用是目前工业中较成熟的湿法脱硫以及SCR脱硝工艺运行费用的百分之五十左右，运行过程中由于机械损耗和化学消耗造成的活性焦成本较高，导致填装活性焦时初次投资较高，例如，600M W机组，第一次是需要填装活性焦八千吨左右，市场方面的价格是在五千万元，在运行的过程中所消耗活性焦占整个运行费用的百分之五十到百分之七十，但该工艺可有效回收烟气中的二氧化硫用于生产经济效益良好的硫酸、液体二氧化硫或者是硫磺，从而能够更好的实现二氧化硫资源化的利用，也能够降低整体的运行费用。

4.湿法的有关技术

在目前阶段，湿法技术是在催化氧化脱硫的基础上发展而来的新型技术。其主要就是通过在液体中加入一定的催化剂，并且在氧气存在的条件下，把二氧化硫的氧气转化为水，同时也将氮气氧化成为二氧化氮，在碱性条件下得到硫酸铰和硝酸铰的复合肥。在目前阶段，所研究比较多的催化剂是铁以及锰等有机物质。湿法有机催化氧化烟气联合脱硫脱硝技术工艺系统主要由吸收塔系统、烟气系统、氧化系统、过滤分离系统、中和剂及催化剂供给系统、催化剂回收系统、副产品回收系统、公用系统、控制系统等组成。

在该方法中，主要是对前人的经验进行总结，并且在其经验之上所发展出来的一种比较先进的新一代湿法烟气综合治理利用技术。主要是利用金属元素作为催化剂、氧气作为催化剂，在运行的过程中成本比较低，同时也能够更好的克服传统湿法工艺中脱硫效率不高、运行不稳定等问题，从而在很大程度上提高了脱硫系统的稳定性和脱硫效率，基本消除了脱硫系统本身所产生的二次污染。脱硫时能够达到百分之九十九以上、脱硝时能够达到百分之八十以上、二次除尘时能够达到百分之六十以上等等多种烟气减排效果。具有良好的经济效益和推广应用价值。

结语：在低温的SCR的技术中，能够更好的应用到工业的锅炉以及冶金烧结炉以及化工裂解炉等中小型燃煤锅炉烟气氮气的治理，并且进入SCR反应器的烟气无需经过预热，以此能够有效的减少了能量消耗和设备投资。与此同时，在低温的环境下，活性焦烟气联合脱硫脱硝技术和湿法有机催化氧化技术可以应用到电站锅炉或者工业窑炉以及NOx的治理当中，并且也能够有效的减少投资的费用，同时还能够生产出硫胺、硫酸等经济价值较高的副产品，从而也能够带来更加良好的经济效益以及更为广阔的使用前景。

参考文献：

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