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,随着闵行烟气脱硫的普及,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。
2 半干法烟气同时脱硫脱硝
该法是在半闵行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。
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。