烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术

烟气脱硫脱硝一体化技术孙文甫一、烟气脱硫脱硝一体化技术产生的背景与意义随着经济的快速发展,我国因燃煤排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx )急剧增加,二氧化硫、氮氧化物是大气污染的主要物质。

据统计,我国每年NOx、SO2排放量分别约为770万t和2400万t,然而NOx、SO2是形成“酸雨”和“酸雾”的主要原因之一,氮氧化物与碳氢化合物结合形成光化学烟雾,所以NOx、SO2污染带来的后果严重危及人体健康,对自然环境造成严重损害。

我国每年因NOx、SO2及形成酸雨造成的损失达1100亿元，其损失约占国民经济生产总值的7%～8%。

因此,脱硫脱硝及除尘是我国治理燃煤污染、改善大气环境的最主要目标。

我国根据经济发展和国情实际，对于大气污染防治，特别是工业炉窑烟气净化，采取的是分步走的战略，首先控制尘排放，进而控制二氧化硫排放，近来要控制氮氧化物排放，并且，随着人民生活水平的提高，对环境质量的要求也越来越高。

大型工业炉窑的脱硫脱硝技术改造已经或正在进行，众多中小型燃煤炉窑烟气的脱硫脱硝也迫在眉睫。

去年9月，国务院正式发布《大气污染防治行动计划》,提出了经过五年努力,全国空气质量总体改善,重污染天气较大幅度减少；京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转；力争再用五年或更长时间,逐步消除重污染天气,全国空气质量明显改善的奋斗目标。

明确了到2017年,全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上,优良天数逐年提高：京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右,其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右的具体指标。

二、烟气脱硫脱硝一体化技术烟气脱硫脱硝一体化技术，主要有干法和湿法脱硫脱硝一体化技术。

1、干法脱硫脱硝一体化技术1）、钙基吸附剂脱硫脱硝一体化技术该技术主要是在Ca(OH)2中加入飞灰、氧化剂、盐类如CaCO3等添加剂，经水合干燥后制备成高效吸附剂，对SO2和NOX进行同时脱除，反应温度通常为60-125°C。

烟气脱硫脱硝除尘一体化技术一、提出背景随着世界各国工业化进程的不断加深，SO2、NOX污染已超过烟尘污染成为大气环境的第一大污染物。

烟气脱硫（FGD）有别于其他脱硫方式是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和SO2污染的最为有效的和主要的技术手段。

目前，世界各国对烟气脱硫都非常重视，已开发了数十种行之有效的脱硫技术，其中广泛采用的烟气脱硫技术有:(1)石灰/石灰石—湿法。

(2)旋转喷雾半干法（LSD）。

(3)炉内喷钙增湿活化法(LIFAC)。

(4)海水烟气脱硫法。

(5)氨法烟气脱硫。

(6)简易湿式脱硫除尘一体化技术。

石灰/石灰石—石膏湿法，具有适用煤种宽、原料廉价易得、脱硫率高（可达90%以上）等诸多优点，占据最大的市场份额，但投资和运行费用大，运行维护量大。

旋转喷雾法脱硫率较湿法低（能达到80%—85%），投资和运行费用也略低于湿法。

产物为亚硫酸钙（CaSO3）。

炉内喷钙尾部增湿法，脱硫率可达70%—80%，工程造价较低。

产物为亚硫酸钙（CaSO3）,易造成炉内结渣。

海水烟气脱硫技术，工艺简单，系统运行可靠，脱硫率高（可达90%以上）运行费用低。

脱硫系统需要设置在海边且海水温度较低，溶解氧（OC）较高。

氨法除硫通常以合成氨为原料，产物为硫氨等。

需要邻近合成氨工厂及化肥厂。

简易湿式脱硫除尘一体化技术，脱硫率低（60%左右），造价较低原料为工业废碱及烧碱，需要临近有废碱液排放的工厂，中和后，废水需排入污水厂进行处理。

烟气脱硫的技术及装置虽然日臻完善，但在大多数国家，尤其是在能源结构中煤炭占较大比例的国家中，其推广和普及却举步唯艰，拿我国来说，近20年来花巨资引进的技术和装置难以推广，巨额的投资和高昂的运行费用使企业背上了沉重的负担，难以承受。

所以说具有真正推广普及意义的技术和装置还有待于继续研究和开发。

在现在国际国内市场竞争异常激烈的条件下，要研究开发一种新的技术和设备装置，使其能大规模普及应用，应具备以下几个特征：（1）原料（中和剂）廉价易得，脱硫率高。

烟气脱硫脱硝一体化技术一、传统烟气脱硫脱硝一体化技术当今国内外广泛使用的脱硫脱硝一体化技术主要是wet-fgd+scr/sncr组合技术，就是湿式烟气脱硫和选择性催化还原(scr)或选择性非催化还原(sncr)技术脱硝组合。

湿式烟气脱硫常用的是采用石灰或石灰石的钙法，脱硫效率大于90%，其缺点是工程庞大，初投资和运行费用高，且容易形成二次污染。

选择性催化还原脱硝反应温度为250～450℃时，脱硝率可达70%～90%。

该技术成熟可靠，目前在全球范围尤其是发达国家应用广泛，但该工艺设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，同时存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。

选择性非催化还原温度区域为870～1200℃，脱硝率小于50%。

缺点是工艺设备投资大，需预热处理烟气，设备易腐蚀等问题。

二、干法烟气脱硫脱硝一体化技术干法烟气脱硫脱硝一体化技术包括四个方面：固相吸收/再生法、气/固催化同时脱硫脱硝技术、吸收剂喷射法以及高能电子活化氧化法。

(一)固体吸附/再生法碳质材料吸附法根据吸附材料的不同又可分为活性炭吸附法和活性焦吸附法两种，其脱硫脱硝原理基本相同。

活性炭吸附法整个脱硫脱硝工艺流程分两部分：吸附塔和再生塔。

而活性焦吸附法只有一个吸附塔，塔分两层，上层脱硝，下层脱硫，活性焦在塔内上下移动，烟气横向流过塔。

该方法的主要优点有：①具有很高的脱硫率(98%)和低温(100~200℃)条件下较高的脱硝率(80%);②处理后的烟气排放前不需加热;③不使用水，没有二次污染;④吸附剂来源广泛，不存在中毒问题，只需补充消耗掉的部分;⑤能去除湿法难去除的so2;⑥能去除废气中的hf、hcl、砷、汞等污染物，是深度处理技术;⑦具有除尘功能，出口排尘浓度小于10mg/m3;⑧可以回收副产品，如：高纯硫磺、浓硫酸、液态so2、化学肥料等;⑨建设费用低，运转费用经济，占地面积小。

日本的i. mochida提出了一种新的活性炭纤维脱硫脱硝技术。

上海理工大学科技成果——半干法烟气脱硫除尘一
体化技术
成果简介：
来自锅炉的烟气由净化塔下部通过布风装置进入净化塔。

雾化水由净化塔喉部的双流体雾化喷嘴喷入净化塔，以很高的传质速率在净化塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3等反应产物。

这些干态产物小部分从净化塔塔底排灰口排出，大部分经过布袋除尘器分离、收集。

锅炉烟气经过净化塔脱硫净化后，进入布袋除尘器系统。

半干法烟气脱硫除尘
为提高Ca2+的利用率及脱硫效率，本设计设置了脱硫灰再循环系统，根据反应器中脱硫灰的浓度和脱硫效率来调节循环倍率。

循环灰来自布袋除尘器。

布袋除尘器灰斗灰经螺旋输送机分两路，一路经星
型给料机落入空气斜槽回送至净化塔下部文丘里扩散段出口处，其余的灰经另一路直接由仓泵输送入灰库外排。

关键技术：是净化塔的设计和强化烟气半干法脱硫除尘一体化，逐渐形成具有自主知识产权的烟气脱硫除尘一体化技术。

技术指标：
烟气脱硫除尘一体化，除尘效率大于90%。

脱硫效率大于80%。

可兼顾烟气脱硝。

技术成熟度：
该技术循环流化床技术成熟，目前处于工程示范阶段。

烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘一体化闫臻甫摘要：众所周知，二氧化硫和氮氧化物对生态环境有着十分严重的影响，会造成酸雨、雾霾等生态问题。

而二氧化硫和氮氧化物的主要来源是燃煤烟气，为了生态环境安全，需要对燃煤烟气进行脱硫脱硝处理。

由于脱硫脱硝一体化技术有着技术简单，成本投入少，效果好的优点，已经得到了国内外烟气控制领域专家学者的关注。

本文对烟气脱硫脱硝技术研究进展进行了介绍，并对相关技术在我国的发展前景进行了分析，说明了推广燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的重要性。

关键词：烟气脱硫；技术；脱硫脱硝；除尘；一体化1、烟气脱硫技术现状烟气脱硫是SO2减排技术中研究的较多、进展也较快的技术，也是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。

烟气脱硫技术本身并不复杂，但因其气量大、浓度低、净化处理的经济性较差，构成了脱硫技术发展的主要障碍。

不过，从实际出发，烟气脱硫作为控制SO2的末端技术，在今后的相当长时期内，仍然是最有效的方法。

世界各国研究开发的烟气脱硫技术达200多种，但商业应用的不超过20种。

按最终产品回收利用与否可分为抛弃法和回收法两种。

干法脱硫应用粉状或粒状吸附剂、吸收剂或催化剂脱除SO2，工艺过程简单，能耗低，无污水、污酸产生。

但脱硫率低，设备庞大，费用高。

湿法脱硫应用液体吸收剂洗涤烟气脱除SO2，脱硫率高，设备简单，但是易造成二次污染，排空烟气须再加热，能耗高。

抛弃法是将含硫产品作为废物抛弃掉，而回收法则是将含硫产物以化学肥料、硫酸、石膏等形态加以回收利用。

2、脱硫脱硝一体化的重要性对燃煤电厂排放的烟气污染物进行治理，是保护环境空气的关键措施之一。

而对于火电厂而言，建设单一的仅脱除一种污染物的脱硫和脱硝工艺，需要分别占用土地。

同时，还需要大量的投资，并增加了运行成本。

另外，随着我国环保标准的升级，对火电厂排放的烟气治理要求越来越高。

发电企业对于环保的投入也越来越高。

可通过将单体的脱硫和脱硝工艺进行合理组合，形成一套处理工艺。

半干法烟气脱硫除尘一体化技术摘要：文章对半干法烟气脱硫除尘一体化技术作了总体的介绍，提出了烟气脱硫除尘一体化技术应着重解决的问题，可供新上烟气脱硫除尘项目借鉴。

关键词：脱硫除尘一体化；半干法；烟气脱硫袋式除尘目前环境保护已成全球化趋势，尤其对于火力发电行业，低排放、超净排放，会受到越来越多国家和业主的关注，此技术能同时满足烟尘和二氧化硫的排放标准，势必成为日后火电厂的首选设备.本文就半干法脱硫除尘一体化的系统构成及调试要点进行了简要论述。

一、烟气脱硫技术的分类及其特点1.烟气脱硫技术的分类煤燃烧后烟气脱硫（FGD）是目前居世界上大规模商业化应用的脱硫技术之一。

按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫可分为湿法、干法和半干法脱硫除尘一体化三类工艺。

2.各类烟气脱硫技术的特点（1）湿法脱硫技术湿法脱硫技术成熟，效率高，Ca/S比低，运行可靠，操作简单，但脱硫产物的处理比较麻烦，烟温降低不利于扩散，传统湿法的工艺较复杂，占地面积和投资较大。

（2）干法脱硫技术干法的脱硫产物为干粉状，处理容易，工艺简单，投资也低于传统湿法，但石灰（石灰石）作为脱硫剂（粉末状）的干法脱硫，脱硫效率和脱硫剂的利用率均较低。

（3）半干法脱硫除尘一体化技术半干法脱硫除尘一体化技术，既有干法脱硫的优点，又有湿法的优点。

它的脱硫产物为干粉状，处理容易，工艺简单，投资也低。

脱硫剂利用率高，脱硫效率比传统的干法、半干法要高10~15个百分点，达到了湿法的脱硫效率，采用石灰石为脱硫剂的半干法脱硫除尘一体化技术，多采用旋转喷雾器，脱硫效率80%~90%，投资比湿法低。

目前在中国、德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典等国应用较多。

二、半干法脱硫除尘一体化技术1.半干法脱硫除尘一体化技术原理该技术利用低温烟气进入脱硫塔后，烟气中的二氧化硫与高速喷入的浆液细雾滴进行充分的混合反应，之后再与喷入的水雾混合进一步降低温度至露点以下，以达到高效脱硫的效果，因为温度越接近露点脱硫反应速率越高。

烟气脱硫脱硝技术大汇总最主流的技术都在这里！2015-04-14 热处理生态圈第一部分脱硫技术目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。

湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单。

一、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。

A 石灰石／石灰 -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（CaSO3 ）可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙（ CaSO4 ），以石膏形式回收。

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。

目前传统的石灰石 /石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的，其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。

对比石灰石法脱硫技术，双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。

B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。

C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。

65一、烟气脱硫脱销技术应用现状1.活性焦一体化脱硫脱硝技术这种技术在使用的时候，需要设置两级塔结构，一、二两级分别为脱硫和脱硝塔，前者主要是利用活性焦较高的比表面积和其内部的丰富的空隙结构，在有效吸附SO 2的同时，将绝大部分的颗粒物进行去除，这些经过脱硫塔处理的烟气便可进入到脱硝塔中，并在活性焦的催化作用下，使用NH 3将NOx还原成无害的氮气。

该项技术在实际的使用环节中，可以将烟气的流动方向作为基础划分为错流和逆流两种形式。

前者则是烟气在水平进入到一级塔之后，通过横穿移动的活性焦床层完成烟气的脱硫除尘操作，随后这些气体在二级塔的入口和稀释的氨气混合之后，进入到二级塔内进行催化还原脱硝处理，活性焦在吸附SO 2气体达到饱和状态的时候则需要通过加热解析，用于回收浓度较高的SO 2气体制备硫酸。

后者则是在烟气进入到模块移动床吸附塔内之后，位于其内的活性焦依赖重力从脱硝塔顶端降到脱硫塔的底端，烟气以一种自下而上的状态先通过脱硫塔，同样实现脱硫除尘处理，此后进入到脱硝塔内的处理与前者完全一致。

这一技术的实际脱硫和脱硝效率可以分别达到98%和85%。

这种技术虽然实现了副产物的大幅度回收利用目标，并且也做到了同时处理其他污染物，但是成本投入较为巨大，并且能耗较高也很容易带来自燃问题，其制酸废水的处理也是一个巨大痛点。

2.半干法脱硫和中低温SCR脱硝技术组合选择性的催化还原脱硝技术，是指在催化剂的作用下，还原剂可以在280~400℃的范围内，有选择性的将NO、NO 2还原成N 2、H 2O，这一技术简称就是SCR。

而作为SCR技术核心的催化剂，则成为了烟气脱硝技术中的关键。

一般情况下，使用的催化剂体系是钒钛基催化剂，其活性温度的窗口相对较高，使其在脱硝技术中得到了较为广泛的应用，并取得了十分良好的效果。

这种烟气脱硫脱硝处理工艺主要是使用半干法脱硫和中温SCR的组合，半干法脱硫和湿法脱硫相比，温度下降方面相对较小，但是需要在脱硝塔之前，设置相应的烟气换热装置和燃用高炉煤气的烟气升温装置，从而保障烟气的温度，可以达到中温催化剂的活性窗口阈值，除此之外，还需要将烟气的回转气使换热器添加在SCR的反应器之后，从而确保脱硝后的烟气余热可以进一步用于脱硝前的烧结烟气的加热，做到有效的回收和利用烟气余热。

锅炉烟气超低排放改造方案的选用关键词：超低排放脱硝技术脱硫技术目前我国部分地区大气污染严重，火电厂锅炉烟气废物排放是主要污染源之一，由于目前严峻的环保压力，燃煤电厂烟气超低排放改造是国内电厂都要进行的一次系统改造，目前超低排放有多种工艺方案，如何确定方案至关重要，关系到投资成本、二次废物排放、运营成本、安全危险程度等。

关键词：半干法;脱硫脱硝;超低排放1、目前我国大气污染的现况中国大气污染的主要来源是生活和生产用煤，主要污染物是颗粒物、SO2、NOx。

是影响城市空气质量的主要污染物，SO2、NOx污染也保持在较高水平，是形成雾霾、酸雨天气的主要因素，燃煤烟气排放成为大气污染的主要污染源之一。

鉴于目前严重的污染现状，国家颁布了《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》和相关条例，制定了最新版《火电厂大气污染物排放标准》。

2015年8月18日，山东省环保厅印发《关于加快推进燃煤机组(锅炉)超低排放的指导意见》，意见指出：全省单台10蒸t/h以上燃煤锅炉全部进行超低排放改造，超低排放指标要求在6%基准含氧量条件下，SO2排放浓度不高于35mg/m3，NOx排放浓度不高于50mg/m3，烟尘排放浓度不高于5mg/m3。

2国内主要的超低排放方案的比较目前，常规的锅炉烟气超低排放改造路线通常为3种：(1)选择性非催化还原脱硝技术 (SNCR)+选择性催化还原脱硝技术(SCR)+石灰石-石膏/镁法/氨法脱硫技术 +湿式电除尘器。

(2)强氧化剂脱硝+半干法脱硫+布袋除尘系统。

(3)催化氧化法脱硝+半干法脱硫+布袋除尘器系统。

第一种方案的主要优点在于氨法是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95%~99%;缺点是：投资及运行成本比较高，氨法工艺系统复杂，整体初投资费用较高;存在氨逃逸、气溶胶等问题;液氨作为吸收剂，其来源比较麻烦，且存在运输和储存等方面的安全风险;配套的液氨储罐及氨站属重大危险源，是每次各类安全检查必不可少的监督检查项目，更是麻烦，这也是无副产氨水的火电厂不愿意接受的一个主要原因。