基于煙氣脫硫脫硝集成技術(shù)的工藝探究

　　自2013年1月1日起，將脫硝電價(jià)試點(diǎn)范圍由現行14個(gè)省(自治區、直轄市)的部分燃煤發(fā)電機組，擴大為全國所有燃煤發(fā)電機組。燃煤發(fā)電機組安裝脫硝設施、具備在線(xiàn)監測功能且運行正常的，持國家或省級環(huán)保部門(mén)出具的脫硝設施驗收合格文件，報省級價(jià)格主管部門(mén)審核后，執行脫硝電價(jià)。脫硝電價(jià)標準為每千瓦時(shí)8厘錢(qián)。

　　摘要：世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，人口的迅速膨脹帶來(lái)的是對環(huán)境的破壞越來(lái)越嚴重。二十一世紀發(fā)展的是科技，消耗的是大量的化石能源，人類(lèi)經(jīng)濟的發(fā)展是以犧牲環(huán)境為代價(jià)，但化石能源大量的消耗卻帶來(lái)了溫室氣體、酸雨、霧霾等。人類(lèi)目前的能源結構以化石能源為主，經(jīng)過(guò)幾次大的大氣污染的教訓，人們逐漸重視大氣污染。本文著(zhù)重介紹了現在對排放氣體進(jìn)行脫硫脫硝的技術(shù)，我國能源以煤為主，發(fā)展適合我國的煙氣脫硫脫硝技術(shù)具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞：大氣污染;集成技術(shù);實(shí)際運用;脫硫脫硝

　　引言

　　因為我國的能源結構以燃煤為主，在之前很長(cháng)的一段時(shí)間里大氣污染物未經(jīng)過(guò)凈化就排放到大氣中去，目前在我國北方地區出現的霧霾直接地反映出我國大氣污染的嚴重性，大氣環(huán)境治理刻不容緩。最近幾年國家對排放到大氣中的氣體制定了嚴格的標準措施，但是我國的大氣污染問(wèn)題依然形勢嚴峻。

　　一、氮氧化物與含硫氣體的產(chǎn)生

　　目前排放到大氣中的二氧化硫和氮氧化物等主要大氣污染氣體，以煤炭的燃燒產(chǎn)生的煙氣為主，而根據有關(guān)專(zhuān)家的預測：到本世紀中期，在我國的一次性能源消費中占據最大比重的依然是煤炭消耗。這足以說(shuō)明我國在對以二氧化硫和氮氧化物為主的大氣污染物的凈化治理工作還有很長(cháng)一段時(shí)間。

　　1.1 氮氧化物與二氧化硫的產(chǎn)生

　　一般氮元素在煤炭中的質(zhì)量分數在0.4%―2.9%之間，而硫元素在煤炭中所占的質(zhì)量分數在0.2%―11%之間。目前排放氮氧化物最多的幾個(gè)行業(yè)是電力、工業(yè)和交通運輸業(yè)。在汽車(chē)尾氣排放中，氮元素與空氣中的氧元素在高溫條件下結合生成氮氧化物，這是大氣中光化學(xué)煙霧的主要來(lái)源。在重要煤炭中，硫的含量在0.4%―5.5%之間。在高溫中，煤里的硫化物發(fā)生一系列復雜的無(wú)機化學(xué)反應產(chǎn)生二氧化硫氣體。

　　1.2 氮氧化物與二氧化硫對環(huán)境產(chǎn)生的危害

　　氮氧化物與二氧化硫都是主要大氣污染物，會(huì )對環(huán)境造成破壞、對人體產(chǎn)生嚴重的傷害。含硫氧化物會(huì )在空氣中積累，隨著(zhù)雨一起降落在地表形成常說(shuō)的酸雨。酸雨會(huì )改變地表土壤和水體的PH值，并且嚴重腐蝕建筑物，對植物的危害更大，二氧化硫也會(huì )對人體造成嚴重的傷害。氮氧化物在空氣中不但會(huì )和二氧化硫一樣形成酸雨，而且氮氧化物會(huì )與碳氫化物一起形成光化學(xué)煙霧，還會(huì )在大氣層外圍破壞臭氧層。

　　現階段的酸雨是雨雪中的酸度增加，降低了江河湖泊中的PH值使魚(yú)類(lèi)減少甚至滅絕;酸雨改變了土壤中原本的酸堿度，使植物的生長(cháng)發(fā)育受到嚴重的影響;對氣候的影響主要在溫室效應和降低了能見(jiàn)度;氮氧化物與二氧化硫對人體的主要危害是增加了佝僂病和呼吸道的發(fā)病率。

　　二、脫硫脫硝集成技術(shù)

　　2.1 脫硫脫硝技術(shù)

　　運用在化工工業(yè)、火力發(fā)電等產(chǎn)生的硫氧化物、氮氧化物的煙氣凈化技術(shù)就是煙氣脫硫脫硝技術(shù)�，F在大規模使用的脫硫脫硝技術(shù)有十余種，主要包括脈沖電暈法、石膏濕法、微生物降解等。

　　2.1.1 脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介

　　煙氣脫硫技術(shù)就是利用二氧化硫的酸性性質(zhì)，使用另一種堿性物質(zhì)吸收煙氣中的二氧化硫，從而達到煙氣脫硫的目的。根據脫硫中堿性物質(zhì)的三種狀態(tài)，脫硫方法分為干法、濕法和半干法。

　　濕法脫硫顧名思義就是把含有二氧化硫的煙氣通過(guò)堿性溶液，使之發(fā)生反應，把氣態(tài)的二氧化硫變?yōu)橐簯B(tài)含硫化合物。濕法脫硫效率高、速度快、穩定可靠，但是耗水量大，需要的資金投入較多。

　　干法脫硫就是用干燥的堿性物質(zhì)固體來(lái)吸收二氧化硫，這種方法完全不用水參加反應，一直處于干燥狀態(tài)。干法脫硫技術(shù)成本低、投入少，是一種節約型的脫硫技術(shù)，但是脫硫的效果不是很好。

　　而半干法脫硫就是把含有二氧化硫的氣體相機通過(guò)固、液、氣三種狀態(tài)的堿性吸收物質(zhì)。這種方法工藝簡(jiǎn)單、投資較少適合含硫量較低的煤燃燒產(chǎn)生的煙氣脫硫。

　　2.1.2 脫硝技術(shù)簡(jiǎn)介

　　空氣分級燃燒技術(shù)、燃料分級燃燒技術(shù)、低氮燃燒技術(shù)等都是目前氮氧化物燃燒技術(shù)采用的主要方法。這些技術(shù)與煙氣脫硝技術(shù)相較而言都相對簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的效果有限，反而使熱損失增加，熱效率降低。低氮氧化合物燃燒技術(shù)的局限太多，所以現階段主要采用煙氣脫硝技術(shù)。低氮燃燒技術(shù)、選擇性催化還原法(圖1)、選擇性非催化還原法(圖2)、聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)等是煙氣脫硝的主要技術(shù)。

　　低氮燃燒技術(shù)除了前面所介紹的還有濃度偏差燃燒和煙氣再循壞等技術(shù)，采用低氮氧化物燃燒技術(shù)可以使氮氧化物的量控制在80%―40%之間，使用效率更高的煙氣脫硝技術(shù)會(huì )使得煙氣中氮氧化物降到更低。

　　2.1.3 脫硫脫硝技術(shù)的集成

　　現在隨著(zhù)工業(yè)的飛速發(fā)展、脫硫脫硝工藝技術(shù)的提升而世界各國對大氣排放標準要求也越來(lái)越高�，F階段已經(jīng)在運行的脫硫、脫硝技術(shù)還不能滿(mǎn)足我們對脫硫和脫硝標準的要求，因此世界上很多國家都在積極研發(fā)新的，能夠提高脫硫和脫硝的技術(shù)。

　　2.2 脫硫脫硝技術(shù)集成工藝的原理

　　脫硫脫硝技術(shù)集成工藝滿(mǎn)足了同時(shí)脫硫脫硝的需求，并且在進(jìn)行脫硫脫硝處理后還能獲得一些副產(chǎn)物。脫硫脫硝技術(shù)集成工藝設備簡(jiǎn)單但可靠、投入資金較少，經(jīng)濟適用。固相吸收脫硫脫硝工藝、活性炭吸收脫硫脫硝工藝、氧化銅脫硫脫硝工藝是脫硫脫硝集成工藝主要運用的三種方法。

　　脫硫脫硝的反應原理：利用活性炭的吸附能力，吸收煙氣中的二氧化硫、水同時(shí)與氧氣結合反應，并在反應中加入含氮的堿性氣體，這就是活性炭吸收脫硫脫硝工藝的反應原理。氧化銅脫硫脫硝工藝是以氧化銅為活性物質(zhì)，在高溫條件下與含硫物質(zhì)發(fā)生反應再與含氮物質(zhì)發(fā)生反應。

　　三、脫硫脫硝技術(shù)集成工藝的實(shí)際運用

　　脫硫脫硝一體化的集成技術(shù)應用最多的是一些使用化石能源較多的行業(yè)。脫硫脫硝技術(shù)集成工藝以簡(jiǎn)單可靠、效率高、占地面積小、啟動(dòng)資金少的優(yōu)勢而在工業(yè)、發(fā)電、交通行業(yè)里得到大量應用。目前發(fā)展的脫硫脫硝一體化工藝技術(shù)在經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境等方面都取得了巨大的成果。

　　四、總結

　　我們直接生活在大氣中，大氣環(huán)境關(guān)乎我們的健康。煙氣中大量的二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中，產(chǎn)生酸雨、溫室效應、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問(wèn)題。我國是燃煤大國也是工業(yè)大國，機動(dòng)車(chē)保有量居世界前列，因此我國的二氧化硫氮氧化物治理工作刻不容緩。我國嚴峻的大氣治理環(huán)境，使脫硫脫硝一體化集成技術(shù)的開(kāi)發(fā)不能停止，迫切需要更高效，節約的新技術(shù)。

　　參考文獻：

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　　[2] 閆濤.催化裂化(FCC)裝置煙氣脫硫脫硝技術(shù)綜述[D].上海師范大學(xué)，2013.

　　[3] 張佩佩.燃燒條件下脫硫脫硝的機理研究[D].華北電力大學(xué)，2009.

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