1 引言
火電廠在生產(chǎn)過程中，鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣含二氧化硫、氮氧化物和粉塵等污染物，對周邊環(huán)境和人體健康產(chǎn)生了很大的影響。傳統(tǒng)的燃煤電廠脫硫和脫硝技術主要是降低煙氣中二氧化硫、氮氧化物含量，雖然燃煤電廠煙氣處理在一定程度上取得了很好的效果，但這種脫硫和脫硝技術的處理量大且工藝相對復雜，造成成本高，管理難度較大，不僅增加了燃煤電廠的運行成本，也增加了員工的工作量。
2 脫硫和脫硝技術
2.1 SNRB 工藝
SNRB工藝廣泛用于火力發(fā)電廠的煙氣脫硫和脫硝。該工藝主要采用一體式噴霧袋過濾器，整合了脫硝、除塵、脫硫功能?；鹆Πl(fā)電廠生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的所有煙氣都可以噴灑煙氣脫硫劑，如鈣和鈉粉塵在包裝前被除去，并通過袋外的過濾通道排出。另外，通過將氨注入過濾通道，可以實現(xiàn)NOx分離。將適量的氨氣噴入通道中，然后將合適的選擇性催化還原劑放入袋中，進行脫硫和脫硝。此外，在適當?shù)那闆r下，利用煙氣凈化過程去除氮氧化物和其他有害物質，脫硫和脫硝效率可以達到90%以上[1]。
此外，由于在NOx煙氣凈化的過程中，火電廠生產(chǎn)排放的氮和氧有害物質和城市汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的氮和氧有害物質可以集中在一個裝置中進行分離，可以大大降低火力發(fā)電廠的脫硫和脫硝成本。同時，由于該技術使用選擇性催化劑，在脫硫和脫硝過程中，硫化銨的催化劑造成堵塞、磨損和中毒的情況大大減少。
2.2 活性焦炭
活性焦炭技術主要是指在脫硫脫硝設備中，硫和硝酸的分離是通過活性焦炭的吸附進行的，使硫和硝酸等有害物質在催化劑的作用下轉化為可吸附的硫酸和硝酸。然而，由于活化焦炭脫硫脫硝設備成本和操作要求高，具有再生條件溫度要求高和反應速度慢等缺點，難以大規(guī)模應用。另外，從煙道氣中除去的SO2還需經(jīng)過加工后送到第二脫硫和脫硝裝置進行處理。在活性炭的作用下，催化劑在第二層裝置中發(fā)生化學反應產(chǎn)生N2。同時，含有硫酸和硝酸的活性焦炭材料在350℃下再生，高溫釋放出更高濃度的SO2。因此，與SNRB煙氣凈化工藝相比，活性焦炭技術的脫硫和脫硝效率可達95%，是煙氣脫硫脫硝工藝中較為先進的技術。對于鋼鐵公司而言，活性焦炭可以直接應用于處理尾部燒結的煙氣。焦炭的獨立生產(chǎn)和銷售消除了固相吸附劑的采購、運輸和儲存問題，大大降低了運營和投資成本。固相吸附劑向活性炭的轉化無疑有利于該方法在燒結煙氣處理中的應用。
3 脫硫脫硝技術應用
降低火電廠煙氣中的二氧化硫、氮氧化物等有害物質含量，可以大大改善周邊環(huán)境，提高火電廠的生產(chǎn)效率，降低工業(yè)生產(chǎn)成本。
3.1 濕法脫硫脫硝工藝
3.1.1 NaOH
該技術首先將煙道氣送至SCR單元，并與SCR 單元中的催化劑反應以將N0 轉化為N2。然后將煙道氣送至轉爐，在煙道氣中產(chǎn)生SO2。這些組分在催化劑的作用下轉化為SO2，并轉移到冷凝器中進行過濾和冷凝。冷凝水與硫酸混合形成濃硫酸，可以進行出售。在生產(chǎn)過程中，除了消耗一定量的氨氣外，該技術不消耗任何物質，因此在生產(chǎn)過程中不會造成二次污染，脫硫和脫硝效率可達95%以上。該方法操作簡單，易于維護和管理，操作安全穩(wěn)定。但是，由于操作技術成本高，過濾后產(chǎn)生的濃硫酸難以銷售和儲存，因此該方法的應用不是很廣泛。
3.1.2 氯酸氧化
該方法主要適用于完全氧化的二氧化硫和氮氧化物。通過噴灑氯酸、強氧化劑進行脫硫脫硝。首先，將大量的氯酸氧化溶劑注入煙氣脫硫脫硝裝置中，氯酸可以將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物組分完全轉化，從而凈化煙氣中的硫和硝酸鹽物質。此外，該方法的最大優(yōu)點是硫酸和硝酸鹽的組分可以在同一設備中同時進行。此外，硫和硝酸鹽的去除率更高，因為該過程分兩個步驟進行，即堿性吸收裝置和氧化吸收裝置。同時，該技術適用于去除氧化劑組合物，其可以除去煙道氣中的有害的金屬元素和痕量元素。此外，在氯酸氧化技術的處理過程中，所用的氧化還原技術不含任何其他化學成分，可避免催化劑中毒情況的發(fā)生。同時，氧化劑也可以將活性成分保留在物質中。此外，由于氯化氧化技術的廣泛適應性不會過多地制造煙霧。因此，通常使用氯酸氧化技術進行煙氣脫硫和脫硝。
3.1.3 綜合吸收法
濕法綜合吸收法主要是在原有的濕法脫硫脫硝工藝的基礎上，在設備中加入一些金屬化合物，加入化合物后可以快速對煙氣進行處理，不形成新化合物。除了氧化吸收作用外，該方法還具有很高的脫硫效率和脫硝效率通常高達98%和80%。然而，考慮到上述氧化劑的高成本和安全性，在研發(fā)出廉價的氧化劑之前難以廣泛地推廣該方法。運用該技術可以吸收氮氧化物，快速實現(xiàn)煙氣脫硫和脫硝的目的。然而，金屬化合物難以回收，因此濕法合成吸收技術需要進一步改進和完善。
3.2 輻射技術
高能輻射法就是通過對煙氣中有害物質進行輻射進行脫硫脫硝。高能輻射方法一般分為電子輻照法和脈沖電暈等離子體法。電子輻照法是指高能電子產(chǎn)生等離子體的工藝，是去除工業(yè)煙氣中NOX 的有效方法之一，等離子將這些有害物質氧化成氣態(tài)化合物，如煙霧。超氧化后，有害物質與外部水蒸氣反應形成霧化硝酸。同時，在硫酸與硝酸銨、硫酸銨和硝酸銨發(fā)生化學反應后，產(chǎn)生了噴霧氨及其他物質。經(jīng)過煙氣凈化后，高能輻射的應用更加方便，成本更低，已廣泛應用于燃煤電廠。該脫硫脫硝工藝的脫硫率可達90%以上，脫硝率可達20%。同時，該技術在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水和二次污染，這是現(xiàn)階段使用最廣泛的脫硫和脫硝技術。脈沖電暈等離子體技術主要采用脈沖大電流對煙氣進行脫硫脫硝。然而，由于高能量消耗和與電子照射方法的反應機理相同，通常不使用該方法。
3.3 干法煙氣技術
將固體流態(tài)化技術引入煙氣循環(huán)流化床技術，是近年來煙氣脫硫脫硝領域的研究熱點?；驹硎鞘褂檬焓易鳛槲談?，對于煙氣中含有的二氧化硫，噴入爐膛的CaCO3 高溫煅燒分解成CaO，與煙氣中的SO2 發(fā)生反應，生成硫酸鈣；采用電子束照射或活性炭吸附使SO2 轉化生成硫酸銨或硫酸。
氣體、液體與固體催化劑三相，同時水被吸收并蒸發(fā)，最后將脫硫產(chǎn)物進行干燥。在細粉分離器收集灰塵后，大多數(shù)固體顆粒返回到流化床循環(huán)。高活性抗氧化劑（液體反硝化添加劑水或濕固體反硝化添加劑作為吸收劑，混合并噴入Ca（OH）2床），Ca 無NOX 和氮吸收（OH）2 三相達到反硝化反應的目的，實現(xiàn)二氧化硫和氮氧化物的全面清除。與傳統(tǒng)的石灰石—石膏脫硫裝置相，干法煙氣技術具有系統(tǒng)操作簡單，工程投資少，運行成本低，占地面積小的特點。它具有吸附劑回收率高，氣固接觸時間長，控制靈活，無廢水產(chǎn)生的優(yōu)點。然而，干法煙氣技術的最大缺點是脫硫副產(chǎn)物難以被使用，脫硫效率僅為約90%。很難達到濕法脫硫的效率，這給該技術的推廣應用帶來了一些困難。