同时脱硫脱硝技术分类
最近二十年是同时脱硫脱硝技术发展最快的时期, 研究开发的新技术达几十种, 但其中已实现工业化应用的较少, 大部分尚处于中间试验或实验室研究阶段。这些技术按脱除机理的不同可分为两大类: 联合脱硫脱硝(Combined SO2/NOX Removal) 技术和同时脱硫脱硝(Simultaneous SO2/NOX Removal) 技术。联合脱硫脱硝技术是指将单独脱硫和脱硝技术进行整合后而形成的一体化技术, 如SNRB、NFT、DESONOX、活性炭脱硫脱硝技术等; 同时脱硫脱硝技术是指用一种反应剂(Sorbent)在一个过程内(Step)将烟气中的SO2和NOX同时脱除的技术, 如钙基同时脱硫脱硝技术、NOXSO、电子束法、电晕放电法等技术。
1. 联合脱硫脱硝技术
1.1 “1+1”脱硫脱硝组合技术
指将传统的脱硫技术(如干法钙基脱硫) 和脱硝技术(如SCR、SNCR) 组合在一套设备中的技术。该类技术在脱除机理上与传统的单独脱硫、脱硝相比并没有新的突破, SO2和NOX的脱除仍是在两个不同单元中进行。其中NOX的脱除通常为SCR或SNCR法, 吸附剂为氨气或尿素; SO2的脱除有两类: 一是和钙基(或钠基) 吸附剂反应脱除, 二是将SO2催化氧化为 SO3后富集再处理。此类技术中的每个脱除单元都已有成熟的技术, 便于整合开发, 因此目前国外市场上以该类技术为基础而开发出的工艺较多。开发该类技术关键在于对不同工艺设备间的整合优化, 由表1 中可见即使是完全相同的脱除机理, 也会因为工艺的不同而导致脱除效率的不等。
1.2 CuO/Al2O3法
对该法的研究最早开始于20 世纪60年代, 其脱除机理为: 烟气中的SO2在反应器中与担载在γ-Al2O3上的氧化铜反应生成硫酸铜, 在脱硫的同时喷入氨气, 氨在铜盐的催化下将NOX 还原成N2, 脱硫生成的铜盐和还原性气体(如H2、CH4等) 反应进行再生。
1.3 活性炭法
德国、美国最早于20世纪50年代开始活性炭脱硫脱硝研究, 日本自20世纪70年代后大力发展了相关工艺。活性炭法脱除机理为: 烟气中的SO2 在脱硫塔中被活性炭吸附, 并被催化氧化为吸附态硫酸, 随脱硫塔中活性炭一起被送入分离塔; 脱去SO2的烟气将被送入第二级脱硝塔中, 在活性炭的催化作用下NOX与NH3在塔中反应生成N2。在分离塔中吸附了H2SO4的活性炭在350℃下热解再生, 同时释放出高浓度SO2。该法反应温度为100～200℃, SO2脱除率可达90%, NOX 脱除率可达70%。活性炭的制备过程包括原料性质、炭化过程、活化条件以及活性炭担载的活性物质是影响其脱除特性的关键因素。在工艺中, 活性炭的滞留时间、入口烟温、烟气流量、液NH3浓度等是影响此工艺脱硫脱硝效率的重要参数。
2. 同时脱硫脱硝技术
同时脱硫脱硝技术有钙基吸附剂脱硫脱硝法，电子束法，脉冲电晕法等。在下面的文章有详细介绍。
联合脱硫脱硝技术的特点是脱硫和脱硝分步进行, NOx的脱除仍以传统的SCR和SNCR为主; 国外的研究开展较早, 相关工艺的研究较为成熟, 已有成套的工艺设备; 但该法在实现商业化运营中遇到一定的困难, 主要是因为相关政策导向不够和技术竞争力不强。
同时脱硫脱硝技术能够在一个过程内实现烟气中SO2和NOX的同时脱除。虽目前相关研究大都处于实验室研究阶段, 离工业应用尚有一定距离, 但就已有的数据来看, 该类技术具有结构紧凑、运行费用低、脱除效率高等优点, 特别是已有的几种技术涵盖了从常温到高温的温度窗口, 便于燃煤电厂根据锅炉自身的运行情况选择相应的技术。