烟气同时脱硫脱硝技术的三种方法

文章导读

脱硫脱硝技术正日益受到我国的重视。烟气同时脱硫脱硝技术分为干法烟气脱硫脱硝技术、湿法烟气脱硫脱硝技术。

▲来源：Siboss工业设计

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煤炭燃烧产生的NOx和SO2的浓度虽不太高但总量大。国内外，大多现有的烟道气净化技术，除尘、脱硫和脱硝是在多个独立的系统完成的，不但占地面积大，而且投资、经营成本高，随着烟气脱硫的普及，氮氧化物污染物的比例越来越高。

因此，脱硫脱硝技术正日益受到我国的重视。烟气同时脱硫脱硝技术分为干法烟气脱硫脱硝技术、湿法烟气脱硫脱硝技术。

1 湿法烟气同时脱硫脱硝

最初的湿法烟气脱氮技术是通过酸溶液、水、氨溶液和碱溶液来吸收。但由于NO难溶于水，只能脱除一小部分。为使NO更有效吸收，一般采用还原吸收、络合吸收、或氧化吸收。还原剂有NaSO3、(NH)4SO3、尿素等;络合剂主要有Fe(II)(EDTA)等;氧化剂主要用强氧化剂，如KMnO4、氯酸、双氧水、重铬酸钾、臭氧、黄磷等，将NO氧化为NO2 然后被碱性溶液吸收。

根据上述原理，结合成熟的碱法脱硫技术，湿法烟气同时脱硫脱硝技术应运而生。很多学者进行实验研究，结果表明，湿法烟气脱硫脱硝具有较高的脱硫脱硝效率，且二次污染、运行费用低，前景广阔。下面分别介绍氧化吸收法和湿式络合吸收法。

氧化法是将NO氧化为易于吸收脱除的形态。NO的氧化速率决定了整个氧化法脱除的效率，采用有效的氧化剂大大提高了的氧化效率。常用的氧化剂包含液相与气相两种，液相氧化剂很多，如高锰酸钾、双氧水、黄磷、次氯酸钠、氯酸等。气相氧化剂主要有臭氧、二氧化氯、氯气等，但运行费用偏高，适合中小型燃煤锅炉使用。

1.1 氯酸氧化法

氯酸(HClO3)，是一种强氧化剂，同时也是酸性强于硫酸的强酸，35%的氯酸溶液99%可以电离。氧化电势是由液相的PH值控制。氯酸在酸性条件下氧化性高于高氯酸。根据氯酸的特性，将氯酸应用于湿法烟气同时脱硫脱硝，反应原理如下：

氯酸与NOx的反应机理：

NO+2HClO3 NO2+2ClO2

5NO+2ClO2+H2O 2HCl+5NO2

5NO2+ClO2+3H2O HCl+5HNO3

氯酸和SO2的反应机理：

SO2+2HClO3SO2+2ClO2+H2O

Cl2+H2O HCl+HClO

SO2+2HClO SO3+HCl

SO2+H2O HSO3

这种方法的脱硫脱硝效率达到95%以上，可以在常温下操作，但会产生酸性废液，可用碱液进一步吸收。氯酸会对设备产生强烈的腐蚀，设备防腐导致投资增加。

1.2 黄磷氧化

采用黄磷氧化脱硫脱硝的是利用湿式除尘器，用碱和黄磷将烟气中的

二氧化硫和氮氧化物同时去除，黄磷先与氧气反应生成，选择性的氧化烟气中的NO 成为NO2，SO2和NO2被碱性液体吸收，同时黄磷被吸收氧化成磷酸，磷酸具有很高的回收价值。但黄磷的易燃性、一定的毒性和不稳定性要求必须经过预处理才能正常使用。

1.3 NaClO2/NaOH法

反应原理如下：

4NO+3ClO2^ˉ+4OH- 4NO3^ˉ+3Cl^ˉ+2H2O

2SO2+3ClO2^ˉ+4OH- 2SO42^ˉ+Cl^ˉ+2H2O

SO2的存在极大的抑制吸收液对NO的吸收，同时吸收液对二氧化硫和一氧化氮的吸收和氧化受PH值得影响较大。

1.4 双氧水法

双氧水可以有效的与烟气中的SO2和NO发生反应，使NO转化为NO2、HNO2、HNO3而被脱除，再用NaOH进行吸收。研究发现，NO的氧化转化率高达81%。

2 半干法烟气同时脱硫脱硝

该法是在半干法脱硫的基础上展开的，将碱性物质氢氧化钠、碳酸氢钠、石灰石等)或尿素溶液喷入塔内，进行脱硫脱硝，该法SO2脱除率较高，但脱硝效率较低。

2.1 尿素法

尿素法同时脱硫脱硝工艺是由俄罗斯门捷列夫化学工艺学院开发，SO2和NOx可以同时去除，学者研究发现，SO2的脱除率可以达到100%，NOx脱除率高于95%。该法采用PH为5~9的吸收液，对设备无腐蚀，烟气中SO2、NOx的浓度对SO2、NOx的脱除率无影响，尾气不需处理即可直接排放，吸收液处理后回收，总反应如下：

NO+NO2+(NH2)2CO CO2+2N2+2H2O

4SO2+O2+4H2O+2(NH2)2CO2(NH4)2SO4 +2CO2

实验装置处理器处理能力60m³/h，工业化有待进一步研究。

2.2 LILAC法

LILAC法是在处理器内将飞灰、石膏和消石灰与5倍总固重的水混合，SO2和NOx的脱除效率分别能达到90%和70%，当SO2/NOx增加时，NOx的脱除率增加

3 干法烟气同时脱硫脱硝

3.1 吸附法

吸附法，是以活性焦炭为吸附剂进行脱硫脱硝。通过活性焦炭微孔时被吸附催化为硫酸，储存于微孔内，通过加热再生。在加氨的条件下，NOx被活性炭吸收。

3.2 氧化铜法

该法使用CuO进行同时脱硫脱硝，在300~500℃的温度范围内可以进行脱硫脱硝反应，脱硝脱硫效率可达90%以上。

3.3 电子束照射法(EBA)

脱硝效率可达70%以上，脱硫效率可达90%以上。

3.4 干吸收剂喷射法

通过喷射干吸收剂来进行同时脱硫脱硝的方法，先经低氮燃烧器减少的部分生成量，再用石灰石粉喷射烟气实现初步脱硫，最后在加热器的出口处喷射进一步脱硫脱硝。

以上介绍了同时脱硫脱硝的技术方法和研究现状，同时脱硫脱硝技术已经成为当前世界各国烟气处理净化的发展趋势，尽管各国学者提出了各种处理方法，但各种方法均有各自的应用局限，需进一步研究突破。

本文编辑：媛媛

统筹：李晓佳

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