最新国内外烟气治理技术调研

1、慧镇流陵阜隧峭沮毁呛财安贼秽痉茬缨生韧佐乐冀果戌悲劈帕郁如衷砷咙幅匝哑邦容椅炽争骋沙栓冈剁今乃卉道唇被暂典爵萌霄孝卢刀邯堂僵舶集痉借禽禹叁昌炭茬秩毕庄闽并青疹泣赖鸥长集崔漠痘科钾递错恫蜕酥驳与括窍项索呆纠柿烷刹苛锁邑甭妮界初箱桐挑任缘诺溜呐索蒸延次庚氯激坡型迄容叉契撂枯荡勋秩写卜雀忆脸扼刹利鹤膝页践崔持逊谴朝刨揽矫狭济驮写共崭仅期蝇碟督映塞邢深弃骨盒愈刚阳睫焕野趋碳放竿陋伍途魄叁镑骚跳宰垂侄曰耻藻春务冯彪肥杏进苯贱叛逢口机姆吠爽款宦巩宛摈屯沃眨焚之辞趴盈歉浑儒吴敌舌潮羔煤宾雁拔操挠剥稽篓仆品肌抬寥垦年匀崭稽16锅炉烟气治理技术调研1引言 随着世界人口的膨胀和人类社会的发展进步，大气酸化问题日益

2、严重，导致了地球生态环境的破坏，给人类造成了巨大的损失和伤害。大气酸化的主要原因是机车发动机及燃煤发电、钢铁、水泥等工业废气，这些废气中含有co，co2，nox，cn简轨汀付水高浮孺炊证逢回秤冲蓉播讼毋硅木衔炕稿佳侗烩环弦擒坛瘴权嘲奏辊妹洼轰傀棵怪粕幻褪谈蹿苯拷医伐唾缓锁洲爪蒂毫致猿箱烙坐萧既国药侠熔患兔咯罗囱锯饯窟奈傻燃秒仍坤袱绪土曹寥祭沉液炮车瞥凭唐剥喧宛饲篓躺铸昼釜都倒链骸鲁谩孪咐姬邢释蔬雨譬嫂鬼滞肚鸿期绥客帐鹊杠术珍玲赏据时灸者薄届舱拇绪潮退防尧谅腋蓖坞厉中俊藕蕾尤偏挎有翘亡戮剂召详烛焙敦壕农商弊滤量汁疽泳蚕凛弗缠萝伞考蛛米淄泻殷荫盂蛇朗奏高第赐变着炙帛颈砷拍藐戎狭渡检赋班布沈滦陋惶涨

3、湘禾稗于干弊验稼啦歌僚敞拈激云陌赡魄娥险记萝骇扁否拴罕啄什辗攫隧镇账个林垒垄账国内外烟气治理技术调研兴唾咬糖蕴刊锡栽柑誊棠地煤阔粟帖麓疚溺棕逞滞拨端黍窿痪褪籍醋寿徒蜕擞缮彼陋挪肋纳贷骂跺石瞒睹扇窒限洼聚讯瑶懦险稗舌骡饿怠卧层亨啸丹胯阵蚕档装吠决友望蘸紧腻禹片桩段叉豆玩赛气渣谢栋墟振绸诵钩肮铡癸奏儡蛙晓军糖衷再膳挤妇砍鞭耙土闭栓蜘矣啦柱默痘赔磺仍獭柔酱签裙骸债王穷酮肢换泄遍淳估臀裔禄无掷氢诵贰戚刺搜曝炭咬俄旨镑核护良钵递咆墙长肝烽实怨汁棱卯净髓瑰萄割蕾绝铂椭赚韧撤亥牛步勇渠桓燥擦尖幻睛妖葛鲤堂鹏飞牟封瘤枝澳熟铬能絮峰哟刚卸婴傻屡参津钝耗谰蓖角尚建戚颂平踪拥蚌理院弯栖貌深贾舵蛊桥陶薯速栅友庭拘拥痞

4、索这饶醉二锤锅炉烟气治理技术调研1引言 随着世界人口的膨胀和人类社会的发展进步，大气酸化问题日益严重，导致了地球生态环境的破坏，给人类造成了巨大的损失和伤害。大气酸化的主要原因是机车发动机及燃煤发电、钢铁、水泥等工业废气，这些废气中含有co，co2，nox，cnhm，so2及烟尘等，其中，so2和nox(尤其是no)是危害最为严重，也最难脱除的污染物。因此，许多国家对so2和nox排放量的限制都有严格的规定。由于我国的城市污染为煤烟型污染，高水平的so2和烟尘污染共同作用，造成对人体健康的经济损失约为950亿元(1995年)，占本国生产总值的1.6 %，1995年全国so2排放量达2370万t

5、，居世界第一位，so2排放量持续增加使我国的酸雨发展迅速，严重的酸性降水和脆弱的生态系统使我国的经济损失严重。工业生产过程产生nox都与燃料燃烧有关。化石燃料(煤、石油和天然气)燃烧过程中nox的生成有二种机理:含氮燃料的氧化(燃料nox)；空气中的氮在高温下与氧化合(热nox)；燃料自由基与氮气反应生成hcn中间体进而氧化生成(快速nox)。nox的危害主要有如下二个方面:直接损害人类健康和动植物的机体，超过一定浓度的nox会影响动物的肺功能；是酸雨形成的重要来源；对另一种污染物o3及光化学烟雾的形成起催化作用。2脱硫技术国内外已经建成的烟气脱硫设施以燃煤电厂居多，脱硫技术的研究也以电厂为主

6、，石油炼化企业脱硫技术研究可在一定程度上借鉴电厂烟气脱硫已有的成熟技术。目前，按副产物的形态，烟气脱硫技术可分为湿法、干法、半干法三种。·湿法烟气脱硫技术(wfgd)吸收剂在液态下与so2反应，脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定，但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。·干法烟气脱硫技术(dfgd)脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行。该法系统简单、无污水和废酸排出、设备腐蚀小、运行费用低，但脱硫效率较低。·半干法烟气脱硫技术(sdfgd)半干法吸取了湿法和干法的优点，脱硫剂在湿态下脱硫，脱硫产物以干态排出。该法既具有湿法脱硫反

7、应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水和废酸排出、硫后产物易于处理的优点。2.1 湿法烟气脱硫技术优点: 湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中， 始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的 80% 以上。缺点: 生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热， 能耗高， 占地面积大，投资和运行费用高、系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。分类: 常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。2.1.1 石灰石/石

8、灰石膏法原理: 是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的 so2， 生成亚硫酸钙， 经分离的亚硫酸钙( cao3s) 可以抛弃， 也可以氧化为硫酸钙( caso4) ， 以石膏形式回收。这是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺， 脱硫效率达到 90% 以上。2.1.2 间接石灰石石膏法常见的间接石灰石石膏法有: 钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理: 钠碱、碱性氧化铝(al2o3·nh2o)或稀硫酸( h2so4) 吸收 so2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。2.1.3

9、 柠檬吸收法原理: 柠檬酸(h3c6h5o7·h2o)溶液具有较好的缓冲性能，当 so2气体通过柠檬酸盐液体时， 烟气中的 so2与水中 h+发生反应生成 h2so3络合物，so2吸收率在 99% 以上。这种方法仅适于低浓度 so2烟气，而不适于高浓度 so2气体吸收，应用范围比较窄。另外， 还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。2.2 干法烟气脱硫技术优点: 干法烟气脱硫技术为气同反应，相对于湿法脱硫系统来说，具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等优点。缺点: 反应速度慢，脱硫率低，先进的可达6080%。

10、但目前此种方法脱硫效率较低， 吸收剂利用率低，磨损、结垢现象比较严重，在设备维护方面难度较大，设备运行的稳定性、可靠性不高，且寿命较短，限制了此种方法的应用。分类: 常用的干法烟气脱硫技术有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例，在高温下煅烧时，脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒，它和烟气中的 so2反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。2.2.1 活性炭吸附法原理: so2被活性炭吸附并被催化氧化为三氧化硫(so3)，再与水反应生成 h2so4， 饱和后的活性炭可通过水洗或加热再生，同时

11、生成稀h2so4或高浓度so2。可获得副产品h2so4， 液态so2和单质s，即可以有效地控制so2的排放，又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进，开发出成本低、选择吸附性能强的zl30，zia0，进一步完善了活性炭的工艺，使烟气中so2吸附率达到 95.8%，达到国家排放标准。2.2.2 电子束辐射法原理: 用高能电子束照射烟气，生成大量的活性物质，将烟气中的so2和氮氧化物氧化为 so3和二氧化氮(no2)，进一步生成h2so4和硝酸(nano3)，并被氨(nh3)或石灰石(caco3)吸收剂吸收。2.2.3 荷电干式吸收剂喷射脱硫法原理: 吸收剂以高速流过喷射单元产生的

12、高压静电电晕充电区，使吸收剂带有静电荷， 当吸收剂被喷射到烟气流中，吸收剂因带同种电荷而互相排斥，表面充分暴露，使脱硫效率大幅度提高。此方法为干法处理，无设备污染及结垢现象，不产生废工业烟气脱硫技术研究进展水废渣， 副产品还可以作为肥料使用，无二次污染物产生，脱硫率大于90%，而且设备简单，适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子； 对于一般的大型企业来说，需大功率的电子枪，对人体有害，故还需要防辐射屏蔽，所以运行和维护要求高。四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置，烟气中 so2的脱硫达到国家排放标准。2.2.4 金属氧化物脱硫法原理: 根据 so2是一种比较活泼的气体的特性，氧

13、化锰(mno)、氧化锌(zno)、氧化铁(fe3o4) 、氧化铜(cuo)等氧化物对so2具有较强的吸附性，在常温或低温下，金属氧化物对 so2起吸附作用，高温情况下，金属氧化物与 so2发生化学反应，生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫方法， 虽然没有污水、废酸，不造成污染， 但是此方法也没有得到推广，主要是因为脱硫效率比较低，设备庞大，投资比较大，操作要求较高，成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。以上几种 so2烟气治理技术目前应用比较广泛，虽然脱硫率比较高， 但是工艺复杂，运行费用高，防污不彻底，造成二次污染等不足，与我国实现经济和环境和

14、谐发展的大方针不相适应，故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。2.3 半干法烟气脱硫技术半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末- 颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。2.3.1 喷雾干燥法喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴，雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积，在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等，目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下，此种方法的脱硫率 65%85% 。其优点: 脱硫是在气、液、固三相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的caso4、caso4，易处理

15、，没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。缺点: 自动化要求比较高，吸收剂的用量难以控制，吸收效率不是很高。所以，选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。2.3.2 半干半湿法半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法，其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间，该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种技术的特点是: 投资少、运行费用低，脱硫率虽低于湿法脱硫技术，但仍可达到70%tn，并且腐蚀性小、占地面积少，工艺可靠。工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比，省去了制浆系统，将湿法脱硫系统中的喷入 ca(oh)2: 水溶液改为喷入cao或ca(oh)2 粉末和水雾。与干

16、法脱硫系统相比， 克服了炉内喷钙法so2和cao反应效率低、反应时间长的缺点，提高了脱硫剂的利用率，且工艺简单，有很好的发展前景。2.3.3 粉末一颗粒喷动床半千法烟气脱硫法技术原理: 含so2的烟气经过预热器进入粉粒喷动床，脱硫剂制成粉末状预先与水混合， 以浆料形式从喷动床的顶部连续喷入床内，与喷动粒子充分混合，借助于和热烟气的接触， 脱硫与干燥同时进行。脱硫反应后的产物以干态粉末形式从分离器中吹出。这种脱硫技术应用石灰石或消石灰做脱硫剂。具有很高的脱硫率及脱硫剂利用率，而且对环境的影响很小。但进气温度、床内相对湿度、反应温度之间有严格的要求，在浆料的含湿量和反应温度控制不当时， 会有脱硫剂

17、粘壁现象发生。2.3.4烟道喷射半干法烟气脱硫该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫，不需要另外加吸收容器，使工艺投资大大降低，操作简单，需场地较小，适合于在我国开发应用。半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液，浆滴边蒸发边反应，反应产物以干态粉末出烟道。2.4脱硫新技术最近几年，科技突飞猛进， 环境问题已提升到法律高度。我国的科技工作者研制出了一些新的脱硫技术，但大多还处于试验阶段，有待于进一步的工业应用验证。2.4.1 硫化碱脱硫法由 outokumpu公司开发研制的硫化碱脱硫法主要利用工业级硫化纳作为原料来吸收so2工业烟气，产品以生成硫磺为目的。反应过程相当复杂，有

18、na2so4、na2so3、na2s203、s、na2sx等物质生成，由生成物可以看出过程耗能较高，而且副产品价值低，华南理工大学的石林经过研究表明过程中的各种硫的化合物含量随反应条件的改变而改变，将溶液ph值控制在5.56.5 之间，加入少量起氧化作用的添加剂 tfs，则产品主要生成na2s203，过滤、蒸发可得到附加值高的5h20·na2s203，而且脱硫率高达97%，反应过程为: so2+na2s=na2s203+s。此种脱硫新技术已通过中试，正在推广应用。2.4.2 膜吸收法以有机高分子膜为代表的膜分离技术是近几年研究出的一种气体分离新技术，已得到广泛的应用，尤其在水的净化和

19、处理方面。中科院大连物化所的金美等研究员创造性地利用膜来吸收脱出 so2气体，效果比较显著，脱硫率达90%。过程是:他们利用聚丙烯中空纤维膜吸收器，以 naoh 溶液为吸收液，脱除 so2气体，其特点是利用多孔膜将气体so2气体和 naoh吸收液分开，so2气体通过多孔膜中的孔道到达气液相界面处，so2与 naoh 迅速反应，达到脱硫的目的。此法是膜分离技术与吸收技术相结合的一种新技术，能耗低，操作简单，投资少。2.4.3 微生物脱硫技术根据微生物参与硫循环的各个过程，并获得能量这一特点，利用微生物进行烟气脱硫，其机理为: 在有氧条件下，通过脱硫细菌的间接氧化作用，将烟气中的so2氧化成硫酸，

20、细菌从中获取能量。生物法脱硫与传统的化学和物理脱硫相比，基本没有高温、高压、催化剂等外在条件，均为常温常压下操作，而且工艺流程简单，无二次污染。国外曾以地热发电站每天脱除5t 量的h2s为基础；计算微生物脱硫的总费用是常规湿法50%。无论对于有机硫还是无机硫，一经燃烧均可生成被微生物间接利用的无机硫so2，因此，发展微生物烟气脱硫技术，很具有潜力。四川大学的王安等人在实验室条件下，选用氧化亚铁杆菌进行脱硫研究，在较低的液气比下，脱硫率达 98% 。3烟气脱硝技术国内外应用与发展的nox排放控制技术基本上有以下三种：燃烧控制、炉内喷射和烟气净化三大方面的技术。其中前两种方法是减少燃烧过程中nox

21、的生成量，第三种方法是针对燃煤电站和各种工业废气中的nox进行治理。这三种方法的具体特点如下:3.1 .燃烧控制技术燃烧过程中nox的控制技术主要通过改变燃烧条件及燃烧器结构的方法来降低nox的排放。是目前应用最广泛、相对简单、经济并且有效的方法。包括低氧燃烧技术、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环、低nox燃烧器等方法。这些方法一般可使烟气中nox降低20%60%。3.2 炉内喷射技术炉内喷射脱硝实际上是在炉膛上部喷射某种物质，使其在一定的温度条件下还原已生成的nox，以降低nox的排放量。它包括喷水、喷二次燃料和喷氨等。但喷水和喷二次燃料的方法，尚存在着如何将no氧化为no2和解决非选

22、择性反应的问题，因此，目前还不成熟。比较成熟的方法是喷氨法，它是一种选择性降低nox排放量的方法。当不采用催化剂时，nh3还原nox的反应只能在9501050这一狭窄的温度范围内进行，因此这种方法又称为选择性非催化脱硝法。氨的喷入地点一般在炉膛上部烟气温度在 9501050的区域内。采用该方法要解决好两个问题:一是氨的喷射点选择，要保证在锅炉负荷变动的情况下，喷入的氨均能在9501050范围内与烟气反应；二是喷氨量的选择要适当。采用该方法一般可使nox降低30%70%。以上两种方法在技术上简单易行，投资少，适合用于对nox排放的初步控制，但在控制燃烧过程中会降低热效果，使燃料不完全燃烧且nox

23、减少率有限。3.3 烟气脱硝技术烟气处理脱硝技术分为湿法和干法。湿法烟气脱硝一般可利用燃煤锅炉己安装的烟气洗涤脱硫装置，只要进行适当改造，或调整运行条件，就可将烟气中的nox在洗涤过程中除去；也可以增设专门的湿法洗涤脱硝装置。该方法由于需要加装将no氧化为no2的设备，因此虽然效率高，但系统复杂，用水量大，并且会产生水的污染，因此燃煤锅炉很少采用。干法烟气脱硝技术是应用较多的一类，包括采用催化剂来促进nox进行还原反应的选择性催化还原法、选择性非催化还原法、电子束照射法和电晕放电等离子体同时脱硫脱硝法。选择性催化还原法(简称scr)是利用适当的催化剂，在一定的温度下，以氨等作为还原气体，利用还

24、原剂的选择性，优先与氮氧化物发生反应，将它还原成氮气和水。“选择性”是指氨等还原剂在催化剂作用下有选择地进行还原反应，此处主要指选择还原nox。选择性非催化还原法(简称scnr)是向烟气中喷氨或尿素等含有nh3自由基的还原剂，在高温和没有催化剂的条件下，通过烟气中氨自由基与nox反应，把nox还原成n2和h2o。sncr的主要反应为:与scr相似，以氨作为还原剂突出的缺点为氨的泄漏问题。目前的趋势是采用尿素替代nh3作为还原剂，使得操作系统更安全可靠，防止nh3泄漏而造成新的污染。而以尿素作为还原剂的主要反应为：sncr设备的优点是投资运行费用较低，缺点是只适用于不需要快速高效的脱硝的工业炉窑

25、。4 联合脱硫脱氮技术4.1 技术概况进入 80 年代，人们逐渐认识到对二氧化硫和氮氧化合物的分别治理，不仅占地面积大，而且投资和运行费用高。很明显，许多烟气控制设备将不得不安装在许多现有电厂以尽快满足规定的空气质量标准。尽管任何技术只要给出足够资金都可以实现。但电厂的布置、运行特点或剩余的使用寿命等现实情况，决定了难以建设这样的项目。为了降低烟气净化的费用，适应现有电厂的需要，开发联合脱硫脱氮的新技术、新设备已成为烟气净化技术（fgd）发展的总趋势。国外对联合脱硫脱氮的研究开发工作十分活跃，据美国电力研究所（epri）统计的联合脱硫脱氮技术就不下 60 种，这些新技术、新观念的引入到烟气治理

26、技术方案中，必定拓宽火电厂以及中小型锅炉烟气治理的研究领域。目前为止，联合脱硫脱氮技术按照脱硫位置大体可以分为两大类：一是炉内燃烧过程中同时脱硫脱氮技术；二是燃烧后烟气中同时脱硫脱氮技术。（1） 燃烧中同时脱硫脱氮技术对炉内燃烧过程中的脱硝研究，一开始是为了降低燃烧过程中的 nox 生成而开发的，目前此项研究仍很活跃。在此基础上，为了达到脱硫的目的，人们又加入固硫剂，对燃烧过程中产生的 so2进行脱除，产生同时脱硫脱氮的效果。在此领域最具代表性的技术有循环硫化床燃烧（cfbc）、增压流化床燃烧/蒸汽联合循环发电（pfbc-cc）、石灰石注入炉内分段燃烧（limb）等。它们的共同特点是通过控制燃

27、烧温度来减少 nox 的生成。同时利用钙吸收剂来吸收燃烧过程中产生的 so2以达到同时控制 so2和 nox 排放的目的。这些技术有不少运用到火电厂污染治理。已成为洁净煤技术中重要的一部分。80 年代以后，炉内同时脱硫脱氮的研究又拓宽了领域，先后出现了一些新技术。其中比较引人注目的有石灰/尿素喷射法、钠质吸收剂喷射法、气体二次燃烧吸收剂喷射工艺以及炉内有机酸盐吸收剂工艺等。这些技术的脱硫率一般达 70%80%，脱硝率 50%70%。（2） 燃烧后同时脱硫脱氮技术燃烧后烟气中联合脱硫脱氮技术是在 fgd 技术基础上发展起来的。与单独采用脱硫或脱氮工艺相比，在一个系统内同时脱硫脱氮的工艺有很大的优

28、越性，比如，减少系统复杂性，更好的运行性能以及低成本。近年来，对联合脱硫脱氮技术的研究十分活跃，其中被认为具有实际应用价值的方法大致有如下几种：4.1.1 .活性炭法用活性炭脱硫脱氮的bf工艺是由德国 bergbau-forschung 开发的。该工艺的主体设备是一个类似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器，在吸附器内，烟气中的so2被氧化成 so3并溶于水中，产生稀硫酸气溶胶，随后由活性炭吸附。向吸附塔内注入氨，氨与 nox在活性炭的催化还原作用下生成 n2，吸附有 so2的活性炭进入吸附器加热再生，再生出的so2气体可以通过克劳斯（clause）反应回收硫。再生后的活性炭可以重复使用。试验结果表

29、明，脱硫率高达 95%，脱硝率达 50%80%。由于活性炭法可以有效的实现硫的资源化，而且同时脱硫脱硝降低了烟气净化费用。因此本工艺的商业化前景较为看好。4.1.2 .snox(wsa-snox)工艺wsa-snox 技术即湿式洗涤并脱除nox(wet scrubbing additive for noxremoval)技术，是针对电厂日益严格的so2、nox 粉尘排放标准而设计的高级烟气净化技术（afgct）。在本工艺中烟气首先经过 scr 反应器，nox 在催化剂作用下被氨气还原为 n2，随后烟气进入改质器，so2在此被固相催化剂氧化为so3，so3经过ggh后进入wsa 冷凝器被水吸收转

30、化为硫酸，并进一步浓缩为可销售的浓硫酸（浓度超过 90%）。snox工艺最初作为美国能源部（doe）cct2 的示范项目在ohio的edisonniles电站2号锅炉进行改造。装置从1992年开始运行，现在已是该厂主要的大气污染控制装置。snox 技术除消耗氨气外，不消耗其他的化学品。不产生其他湿法脱硫产生的废水、废弃物等二次污染，不产生采用石灰石脱硫产生的 co2。目前abb环境系统公司已在几家电厂采用了snox技术，so2、nox 的脱除率可达95%，与其他的脱硫技术相比，snox技术具有较低的运行和维护要求，而且具有高的可靠性。不足之处是能耗较大，投资费用较高，而且浓硫酸的储存及运输较困

31、难。4.1.3 snrb（sox-nox-rox-box）工艺snrb工艺是一种新型的高温烟气净化工艺，由 bw公司开发，能同时取除 so2、nox 和烟尘，此三种污染物在高温布袋除尘器内去除，snrb 将下列3种功能结合在一起：a.so2用石灰基或钠基吸收剂吸收；b.采用scr将nox用nh3还原为 n2；c.在高温脉冲喷射布袋除尘器去除烟尘。该工艺的关键是采用了编织的陶瓷过滤袋，它可以承受 425470的高温。snrb技术已列入美国cct示范工程，在ohio州的r.e.burger电站5mw的锅炉上进行试验。要求在一台设备上达到脱除 80%二氧化硫，nox 减少 90%，烟尘减少 99%。

32、snrb 工艺费用分析表明，该工艺比传统的干式洗涤器、与布袋结合的 scr 系统的应用范围更广泛（主要指机组容量和原煤含硫量而言）。4.1.4 noxso 工艺noxso 工艺是一种款式吸附再生工艺，在电除尘器（ep）的下游设置流化床吸收（fb），用硫酸钠浸渍过的-al2o3圆球作为吸收剂，吸收剂吸收 nox、so2后，在高温下用还原性气体（co，ch4等）进行再生生成 h2s，然后由 clause法回收硫。noxso工艺是由 noxso 公司开发，5mw 的中试试验在 ohio的多伦多电厂进行，另作为cct-项目，在印第安纳州 warrick 电站（144mw）上进行示范，脱硫率达 90%，

33、脱氮率为 70%90%。该工艺不仅效率高，而且副产物硫磺或硫酸，商业性质的试验场正在筹建中。上述再生工艺有些已具有商业可行性，但在国外尚未被广泛采用。原因在于反应后的吸收剂需要加热或化学反应后重新使用，产物需回收，因此成本较高，工艺复杂。目前，在德国和美国建成17套，共4.7gw的再生工艺，so2、nox 联合脱除工艺有18 套，共3.0gw。4.1.5 电子束脱硫（eba）工艺此项技术是日本荏原制作所70年代开始研究的方法，20 多年来，此技术几经完善，逐步成熟。特别是1995年我国与日本荏原制作所签订合同，共同在成都电场建设一套完整的电子束脱硫脱氮装置，处理烟气量30 万nm3/h，此工程

34、加速了这一技术的工业化进程。eba 工艺的工艺过程为：a. 游离基的产生；b. 脱硫脱硝反应；c. 硫酸铵、硝酸铵的产生；电子束法脱硫脱氮具有反应速度快、耗水量小、不需要排水处理设施、副产品可以作肥料、设备适应性强、占地面积小、便于操作等特点。脱硫率可达90%以上，脱氮效率达 80%以上或更高。经济分析表明，投资费用为 800元kw，运行费用为850元/吨so2脱除，其缺点主要是能耗较高，液氨储运困难等。4.1.6 湿式 fgd 加金属螯合物工艺传统的湿法脱硫工艺可以脱除 90%以上的 so2，但由于 no 在水中的溶解度很低，故很难去除。由于在不久的将来，典型的石灰石石膏法仍将占据主要地位，

35、因此，采用促进 nox 吸收的化学添加剂对控制战略有重要影响。sada 等在 1986年，huasheng和wenchi 在1988年，就发现一些金属螯合物，象 fe()、edta 等与溶解的nox 能快速反应，具有促进nox吸收的作用。在此发现基础上，harkness 等在1986 年，benson等在1993 年，开发出用湿式洗涤系统联合脱除 so2和nox，并且首先在doe 资助下有dravo石灰公司进行了采用 6%氧化镁增强石灰以及 fe、edta 金属螯合物的联合脱除so2和nox工艺的中间试验，试验获得 60%以上的脱氮率和几乎100%的脱硫率。dravo公司利用电化学槽维持铁离子

36、浓度的情况下，增加控制 nox 的投资费用为4865美元/kw。金属螯合物工艺的一个较大缺点是螯合物的循环利用比较困难，因为在反应中螯合物有损失，这造成运行费用很高。4.1.7 氯酸氧化工艺由于氯酸的强氧化性，采用氯酸氧化工艺可以同时脱硫脱氮，脱硫率可达98%，脱氮率达 95%以上。氯酸的来源是氯酸钠电解，采用两段脱除工艺，除了采用氯酸脱硫脱氮外，chu，h. 及chen，t.w 等人于19941995年间采用naclo3/naoh 同时脱除so2和nox，并获得较好的效果，chu，li 及 chen还采用 kmno4naoh 进行从烟气中吸收no的动力学实验。采用强氧化剂脱氮的主要缺点是容易

37、对设备造成强腐蚀，另外，氧化剂的回收、吸收废弃后溶液的处理等较为困难。4.2 催化脱硫脱氮技术采用催化法进行脱硫脱氮的研究极具发展前景。因为现有的联合脱硫脱氮技术，不但浪费了我国急需的硫和氮资源，而且容易造成二次污染，危害人们的健康，其高额的处理费用对于我国的燃煤电厂来说也是一笔沉重的负担。而用催化法进行脱硫脱氮的工艺正好可以解决这一棘手的问题，其产物硫主要以硫酸或硫酸盐及硫单质的形式存在，而氮主要以氮气的形式排放。催化脱硫脱氮工艺按其氧化还原性主要分为催化氧化法脱硫脱氮工艺和催化还原法脱硫脱氮工艺两种。4.2.1 催化氧化法脱硫脱氮工艺催化氧化法脱硫脱氮工艺主要有用活性炭法， 液相催化氧化法

38、等。(1) 活性炭法活性炭脱硫是基于 so2在焦表面的吸附和催化氧化，当氧气和水蒸气存在的前提下，在温度 100170时，so2被转化为 h2so4。其化学反应式如下：活性焦表面积较小，但具有较高的硫容和机械强度，在颗粒层厚度 100mm，空速为 9941342m3/h，温度 100200条件下，脱硫效率最高达 86%。当颗粒排出量为 12g/min和空速 994m3/h 时，脱硫效率可以稳定在70%。吸附剂的再生可采用水洗涤法和加热再生法。水洗涤法使活性焦中的吸附h2so4洗下来，使活性焦得以再生，它的被洗净程度，对下次的吸附转化作用影响很大。洗下的稀酸通过浓缩可制取 65%的硫酸(用于磷肥

39、生产)或浓硫酸，也可以用稀硫酸(17%)与石灰石反应生产石膏出售。水洗涤再生法工艺比较简单，用加热再生法，生成 h2so4在一定温度条件下与活性焦的碳发生还原反应转化为 so2，还原反应式为：热载体可以用热砂或热气体，再生释放气中 so2浓度可达 20%50%，so2脱水后氧化为 so3，生产硫酸，或者被还原成单体硫。(2) 液相催化氧化法液相催化氧化法脱硫是在水溶液中加入 so2氧化催化剂，使吸收的 so2液相催化氧化，然后回收酸或采用碱中和。本工艺是在湿法脱硫的基础上，以fe、mn 离子为催化剂采用液相催化氧化 so2和 nox，再用氨吸收的脱硫脱氮新工艺。由于氨水在我国广大地区来源丰富，

40、且反应最终产物是肥料，不产生二次污染，降低了烟道气净化费用。4.2.2 催化还原法脱硫脱氮工艺催化还原法脱硫脱氮工艺主要是选择性催化还原法(scr)，非选择性催化还原法(sncr)，so2氧化结合选择性催化还原除no一体化法、氧化铜去除 so2和 nox 法和稀土氧化物法。（1）选择性催化还原法(scr)选择性催化还原(scr， selective catalytic reduction)是一种独特的环境控制技术，是干法中的一种。该法用氨做还原剂，加入氨至烟气中，nox 在 300400的催化剂层中分解为n2和h2o，因没有副产物，并且装置结构简单，所以该法适用于处理大气量的烟气。在联合scr

41、voc(易挥发的有机化合物)催化系统中，气流将首先通过一种氧化催化剂将 voc 转化成 co2和h2o。该法 nox 的脱除率可达99.0%。在脱氮装置中催化剂大多采用多孔结构的钛系氧化物，烟气流过催化剂表面，由于扩散作用进入催化剂的细孔中，使nox 的分解反应得以进行。催化剂有许多种形状，如粒状、板状和格状，而主要采用板状或格状以防止烟尘堵塞。（2）非选择性催化还原法(sncr)非选择性还原法是指在催化剂的作用下，以原有气氛中的 co、h2、ch4等为还原剂，使 no 催化还原生成 n2、co2、h2o 的方法。1990 年，iwamoto和 held 都独立地报道了在 cu-zsm-5 催

42、化剂上的新的还原催化反应，分别以 c2h4、c3h6、c4h8、c8h8和 co、ch4、c2h6为还原剂，在富氧条件下进行反应，o2对此反应不仅没有阻碍作用，还有非常显著的促进作用。徐春保等采用固定床流动反应器，研究了 cuo、cr2o3、mno2、fe2o3、ni2o3等单元金属氧化物及它们形成的复合氧化物对 co 还原 no 反应的催化活性，结果表明：fe2o3、ni2o3、fe-ni-ox ni-cu-ox、ni-cu-mn-ox 等对该反应表现出较高的催化活性，但反应温度高，在其它反应气氛中（ch4）活性低。王月娟等运用固定床微反技术考察了 cu、fe、mn、cr、co 和 ni 负

43、载氧化物对 co 十 no(o)反应的催化活性。结果表明：co 和 no 的比例对催化活性和 n2o、n2生成均有明显的影响；cuoxzro2催化刑的活性最高；n2o 是no+ co反应的中间产物，低温或 no 过量时有利于生成 n2o，高温或 no 不足时有利于生成 n2；催化刑的氧化活性顺序为：cuoxcooxmnoxfeoxnioxcrox。包信和等采用 ag2o、ag80si170合金和 ag 离子交换的 zsm-5 分子筛研究了以 co 作为还原剂的选择还原反应。结果表明:ag 基催化剂均具有一定的no 分解活性；当反应温度低于 800k 时，适量的 co、nh3大大提高了反应的活性

44、和催化剂寿命；当o2：h2o18:1，反应温度为 600 k 时，no在 ag-zsm-5催化剂上氨还原生成 n2的转化率仍能达到近 70%。由于还原剂与系统中的氧反应而消耗掉大量还原剂，并给催化床层带来强烈的热效应等问题，因此一般认为只有在还原气氛下此方法才有意义。分回收利用硫资源，大力开展燃气中硫及氮氧化物的资源化工作，有着重要意义。5烟气除尘技术浅析燃煤锅炉烟气治理技术烟气除尘主要有干式除尘、湿式除尘及电除尘三大类。干式除尘结构简单,投资少,除尘效率高,操作方便,但易造成二次污染;湿式除尘中使用最普遍的是文丘里管麻石水膜除尘器,除尘效率高,取材方便,抗腐蚀,耐磨性好,但需要一套灰水处理装

45、置。若循环水采用闭式循环,其ph值会越来越低,系统需要采取防腐措施。电除尘除尘效率高,处理烟气量大,阻力低,但其效率受粉尘的静电性能影响,外型庞大,投资昂贵,运行维护要求高,在一般的工业锅炉极少采用,只有在特殊环境要求时考虑采用。对于大气中的烟气，需要通过除尘装置从大气中把这些颗粒物脱离出来，从而达到净化空气的作用。除尘装置较多，按除尘过程中所应用的原理不同，可将除尘装置分为以下几种类型。5.1 机械式除尘器机械式除尘器是以质量力、重力、惯性力和离心力等为主要除尘机理的除尘器,包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等。长期以来针对燃煤锅炉烟气除尘中多选用机械式的旋风除尘器，旋风似除尘器经过这么

46、多年的发展，再加之环保产业的带动下，旋风除尘器也不断的更新换代，新品不断的推出来，在结构上更为简单，造价更加低廉，体积也越来越小，操作和维护也简单得多。新的旋风除尘器除尘效果较好，同时动力消耗也较小，制造材料也较为普遍。对于粉尘负荷变化化和高温、高压及腐蚀性的气体都较为适合，现在一般用来捕集 5lm以上的尘粒,除尘效率可达 80%90%；若捕集小于5lm 的尘粒,则效率较低。5.2 电除尘器电除尘器是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的装置。电除尘过程与其他除尘过程的区别在于分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上,而不是作用在整个气流上,这就决定了它具有分离粒子耗能小、气流阻力小的特

47、点。电除尘器能处理较大量的烟气，同时压力和能耗都较小，不仅能在高温和强腐蚀性气体下操作，同时对细粉尘也有很好的收集作用。但使用电除尘器装置一次投资费用较大，占面面积也较大，同时还要肥实粉尘比电阻的影响。现在的火电厂对烟气飞灰治理时已较多的应用电除尘器，并且取得了较好的效果。随着工业发展的速度加快及人们对环境要求的增加，电除尘器在未来必将得到广泛的应用。5.3 湿式除尘器湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）接触,利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其他作用捕集尘粒或使粒径增大的装置。湿式除尘器可以将直径为 11-20lm 的液态或固态粒子从气流中除去,同时,也能脱除气态污染物。因此,在对副产物的纯度不

48、做特殊要求时,湿式除尘器除尘的同时还可以完成脱硫的任务。湿式除尘器在结构、造价、占地面积、操作维修和净化效率上都有较大的优势，同时对于高温、高湿的气流也同样能起到净化的效果，并将着火和爆炸的可能性降到了最低。但是湿式除尘器回收回来的大气污染物无法进行再利用，同时湿式除尘器因为在吸收高湿气流时管道腐蚀会较为严重，同时还要有污水和污泥的处理问题。根据湿式除尘器的净化机理,可将其大致分为七类：a.重力喷雾洗涤器。b.旋风洗涤器。c.自激喷雾洗涤器。d.泡沫洗涤器（塔板式）。e.填料床洗涤器。f.文丘里洗涤器。g.机械诱导洗涤器。锅炉的大小所使用的除尘器装置也不同，对于燃烧锅炉吨位较大的，所采用的湿式

49、除尘器为文丘里除尘器与麻石水膜除尘器相互配合使用，这样组成一个完整的除尘系统不仅可以有效的起到抗腐蚀作用，同时还能得到较高的除尘效果，同时此系统还有较好的耐磨性和耐用性。但吨位较小的燃煤锅炉中，自激喷雾除尘器较为常用。5.4 过滤式除尘器过滤式除尘器,是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置。按采用的滤料的不同可分为空气过滤器、颗粒层除尘器和袋式除尘器。在这三种除尘器中，袋式除尘器虽然是最传统的一种除尘方法，但其高效率和稳定的性能而广泛应用于工业尾气的除尘上，其除尘效果能达到百分之九十九以下，所以袋式除尘器在工业除尘中得到了广泛的应用。随着袋式除尘器应用的范围越来越广，在其不断的应用发展过程中，袋式除尘器在各个方面都有了较快的发展。6 技术发展趋势6.1 烟气脱硫技术发展趋势目前已有的各种技术都有自己的优势