窯爐 回轉(zhuǎn)窯 鍋爐：煙氣脫硫脫硝方法總結(jié)
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煙氣脫硫脫氮（通常合稱(chēng)為“煙氣脫硫脫硝”）是治理燃煤、燃油等工業(yè)鍋爐和窯爐排放廢氣中二氧化硫和氮氧化物的關(guān)鍵技術(shù)。通常，脫硫和脫硝技術(shù)會(huì)分開(kāi)介紹，但也有一些一體化技術(shù)。
一、煙氣脫硫主要方法
煙氣脫硫技術(shù)種類(lèi)繁多，按脫硫劑的形態(tài)可分為濕法、干法和半干法三大類(lèi)。
1. 濕法脫硫技術(shù)
濕法是利用堿性吸收液（或漿液）在濕態(tài)下與煙氣中的SO?反應(yīng)，脫硫效率高（>95%），是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的方法。
石灰石-石膏法原理：采用石灰石（CaCO?）或生石灰（CaO）的漿液作為吸收劑，與煙氣中的SO?反應(yīng)生成亞硫酸鈣，再經(jīng)強(qiáng)制氧化生成副產(chǎn)品石膏（CaSO?·2H?O）。
優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，脫硫效率高（可達(dá)95%以上），吸收劑價(jià)廉易得，副產(chǎn)物石膏可資源化利用。
缺點(diǎn)：投資和運(yùn)行成本較高，系統(tǒng)復(fù)雜，存在設(shè)備腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，耗水量大，會(huì)產(chǎn)生廢水。
應(yīng)用：燃煤電廠(chǎng)的主流脫硫技術(shù)。
氨法脫硫
原理：采用氨水（NH?·H?O）或液氨作為吸收劑，與SO?反應(yīng)生成亞硫酸銨，進(jìn)而氧化為硫酸銨。
優(yōu)點(diǎn)：脫硫效率高，無(wú)廢水廢渣產(chǎn)生，副產(chǎn)物硫酸銨是優(yōu)質(zhì)的化肥。
缺點(diǎn)：氨易揮發(fā)，可能導(dǎo)致氣溶膠污染，對(duì)設(shè)備防腐要求高，運(yùn)行成本受氨價(jià)影響大。
應(yīng)用：適用于有穩(wěn)定氨源或?qū)Ω碑a(chǎn)物有需求的化工、冶金等行業(yè)。
鈉堿法
原理：采用氫氧化鈉（NaOH）或碳酸鈉（Na?CO?）溶液作為吸收劑，生成亞硫酸鈉或硫酸鈉。
優(yōu)點(diǎn)：吸收速率快，脫硫效率高，系統(tǒng)不易結(jié)垢。
缺點(diǎn)：吸收劑成本較高，副產(chǎn)物價(jià)值相對(duì)較低，存在鈉鹽結(jié)晶問(wèn)題。
應(yīng)用：常用于中小型鍋爐或?qū)γ摿蛐室髽O高的場(chǎng)合。
鎂法脫硫
原理：采用氧化鎂（MgO）漿液作為吸收劑，生成亞硫酸鎂，可進(jìn)一步強(qiáng)制氧化為硫酸鎂或煅燒再生為氧化鎂并回收SO?。
優(yōu)點(diǎn)：脫硫效率高，吸收劑活性好，副產(chǎn)物可資源化或再生。
應(yīng)用：有一定應(yīng)用，但不如鈣法普及。
2. 干法/半干法脫硫技術(shù)
這類(lèi)方法反應(yīng)在無(wú)液相或氣液固三相狀態(tài)下進(jìn)行，無(wú)廢水產(chǎn)生，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但脫硫效率通常低于濕法。噴霧干燥法
原理：將生石灰制成消石灰漿液，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)噴霧器霧化噴入吸收塔，與煙氣接觸后，霧滴在蒸發(fā)干燥的同時(shí)與SO?反應(yīng)，生成干態(tài)粉末狀產(chǎn)物。
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資較低，耗水量少，產(chǎn)物為干粉易于處理。缺點(diǎn)：脫硫效率（80-90%）和吸收劑利用率低于濕法，對(duì)操作控制要求高。應(yīng)用：適用于中低硫煤燃燒及垃圾焚燒廠(chǎng)。 循環(huán)流化床法
原理：煙氣從底部進(jìn)入流化床反應(yīng)器，與床層中懸浮的消石灰（Ca(OH)?）粉末強(qiáng)烈混合反應(yīng)，脫除SO?。大部分未反應(yīng)的吸收劑和產(chǎn)物被除塵器收集后返回反應(yīng)器循環(huán)利用。
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占地面積小，脫硫效率較高（可達(dá)90%以上），無(wú)廢水。
應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于中小型鍋爐和工業(yè)窯爐。
爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法
原理：將石灰石粉直接噴入爐膛高溫區(qū)，分解為CaO并與SO?初步反應(yīng)。然后在煙道尾部（省煤器后）噴水增濕，使未反應(yīng)的CaO水合活化，在較低溫度下再次與SO?反應(yīng)。
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資低。
缺點(diǎn)：脫硫效率相對(duì)較低（70-85%），鈣利用率低。
應(yīng)用：適用于老機(jī)組改造或中低硫煤。
二、煙氣脫硝主要方法
脫硝技術(shù)主要分為低氮燃燒技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)兩大類(lèi)。
1. 低氮燃燒技術(shù)
這是在燃燒過(guò)程中通過(guò)改進(jìn)燃燒方式來(lái)抑制NOx生成的技術(shù)，是成本最低的初級(jí)措施。
方法：包括低氧燃燒、空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒（再燃）、煙氣再循環(huán)等。效果：通常可降低NOx排放濃度的20%~50%，但難以滿(mǎn)足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，需與煙氣脫硝技術(shù)結(jié)合使用。
2. 煙氣脫硝技術(shù)
這是在煙氣已經(jīng)生成NOx后，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將其去除的技術(shù)。
選擇性催化還原法
原理：在催化劑（主要成分為V?O?-WO?/TiO?）作用下，向溫度為280-420℃的煙氣中噴入還原劑（一般為氨或尿素），將NOx選擇性還原為無(wú)害的N?和H?O。
優(yōu)點(diǎn)：脫硝效率極高（可達(dá)80%-90%以上），技術(shù)成熟，應(yīng)用最廣。
缺點(diǎn)：催化劑昂貴且需定期更換，投資和運(yùn)行成本高，存在氨逃逸問(wèn)題，對(duì)煙氣溫度有嚴(yán)格要求。
應(yīng)用：燃煤電廠(chǎng)、燃?xì)廨啓C(jī)、垃圾焚燒廠(chǎng)等的標(biāo)準(zhǔn)配置。選擇性非催化還原法
原理：在不使用催化劑的情況下，將還原劑（氨或尿素）噴入爐膛高溫區(qū)（850-1100℃），與NOx發(fā)生還原反應(yīng)。
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資成本低。
缺點(diǎn)：脫硝效率較低（30%-50%），對(duì)溫度窗口要求極為嚴(yán)格，氨逃逸量可能較大。
應(yīng)用：常用于溫度條件合適的中小型鍋爐或作為SCR的補(bǔ)充。SCR/SNCR混合技術(shù)
原理：將SNCR和SCR技術(shù)結(jié)合，先用SNCR進(jìn)行初步脫硝，再利用布置在后方的小型SCR反應(yīng)器（催化劑用量少）進(jìn)行深度脫硝。
優(yōu)點(diǎn)：兼顧了投資成本和脫硝效率，比單一SCR成本低，比單一SNCR效率高。
應(yīng)用：適用于對(duì)脫硝效率要求較高但想控制成本的場(chǎng)合。
液體吸收法、吸附法等，主要用于特定工業(yè)場(chǎng)合，在燃煤電廠(chǎng)中應(yīng)用較少。
三、同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)
為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)、降低投資和運(yùn)行成本，同時(shí)脫除SO?和NOx的一體化技術(shù)是重要發(fā)展方向。
活性炭法
原理：利用活性炭（或焦）的吸附和催化性能，在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，煙氣中的SO?被氧化吸附生成硫酸，NOx則在噴入的氨作用下被催化還原為N?。吸附飽和的活性炭可通過(guò)加熱再生，回收高濃度SO?氣體用于制酸。
優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)硫資源的回收，無(wú)二次污染，節(jié)水。
缺點(diǎn)：投資巨大，系統(tǒng)龐大，運(yùn)行控制復(fù)雜。
應(yīng)用：在日本、德國(guó)等有較多應(yīng)用，國(guó)內(nèi)在少數(shù)鋼廠(chǎng)、化工廠(chǎng)有示范。電子束輻照法 / 脈沖電暈等離子體法
原理：利用高能電子束或脈沖電暈產(chǎn)生的低溫等離子體，將煙氣中的H?O、O?等分子激活、裂解，生成強(qiáng)氧化性的自由基（如·OH、·O），這些自由基能將SO?和NOx迅速氧化，并與噴入的氨反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨化肥。
優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)高效脫除，副產(chǎn)物為化肥，無(wú)廢水排放。
缺點(diǎn)：能耗高，技術(shù)尚未完全成熟，大規(guī)模應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性有待驗(yàn)證。
濕式氧化吸收一體化法
在一些濕法脫硫的基礎(chǔ)上，通過(guò)在吸收塔內(nèi)添加絡(luò)合劑（如Fe²? EDTA）或強(qiáng)氧化劑（如NaClO?、O?），使得吸收液在吸收SO?的同時(shí)，也能將難溶的NO氧化為易溶的NO?，從而一并脫除。
在實(shí)際工程中，最常見(jiàn)的組合是 “石灰石-石膏濕法脫硫” + “SCR脫硝” ，這套組合技術(shù)成熟可靠，可以滿(mǎn)足全球最嚴(yán)格的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。具體選擇哪種技術(shù)路線(xiàn)，需要根據(jù)燃料種類(lèi)、排放標(biāo)準(zhǔn)、場(chǎng)地條件、投資和運(yùn)行成本、副產(chǎn)物處置方式等因素進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。
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