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【摘 要】 随着全世界经济的快速发展，环境问题已经成为了我们人类所面临的最严峻的问题之一。而其中大气环境又是人类赖以生存的最基本的要素之一，如今人们还是主要利用煤、石油和天然气等能源作为燃料，它们的燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化合物和烟尘颗粒物等，而其中SO2和NOx又是主要的大气污染物，对大气环境造成了严重的污染。大气污染造成的自然灾害也在我们的身边频繁發生，酸雨泛滥、气候异常、光化学烟雾等严重影响了我们的生活、健康，可以预见，如果随着大气环境的不断恶化，最终会导致地球生态环境和平衡遭到严重破坏，人类以及动植物的生存将会面临严重威胁。
【关键词】 烟气烧结；脱硫技术；脱硝技术
一、烟气脱硫脱硝技术现状
目前，人们为了减少二氧化硫排放到大气中去，主要采用的控制方法是燃烧一些低硫燃料、对燃料进行前期脱硫、燃料燃烧过程脱硫以及末端尾气处理。燃烧前脱硫主要是利用一些特定的方法对煤等燃料进行净化，以去除原来燃料中的硫分、灰分等杂质。燃烧过程中脱硫主要是指当煤等燃料在炉内燃烧时，同时向炉内恰当的位置喷入脱硫剂（常用的有石灰石、熟石灰、生石灰等），脱硫剂在炉内较高温度下受热分解成CaO和MgO等，然后与燃烧过程中产生的SO2和SO3发生反应，生成硫酸盐和亚硫酸盐，最后以灰渣的形式排出，从而达到脱硫的目的。而目前世界上应用比较成熟的技术主要是燃烧后脱硫，即烟气脱硫技术。其中，又以一些湿法、干法以及其他典型的方法应用最为广泛。
二、烟气脱硫技术
（一）湿法烟气脱硫技术
（1）石灰石/石灰法
石灰石/石灰法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中二氧化硫的方法。石灰石/石灰法开发比较早，工艺成熟，吸收剂价格便宜而且容易得到，应用比较广泛。其主要工艺参数为：浆液pH在5.6-7.5之间，浆液固体含量：1.0%-15%，液气比：大于5.3L/m3钙硫比为1.05-1.1之间，碳酸钙粒度90%通过325目，纯度大于90%脱硫率大于90%。
（2）双碱法
双碱法烟气脱硫技术是用氢氧化钠、纯碱或者亚硫酸钠溶液吸收烟气中的二氧化硫，然后在塔外混合池中用石灰或者石灰石再生吸收后的浆液，生成亚硫酸钙和部分硫酸钙沉淀，上清液返回吸收系统循环使用。双碱法工艺方法和运行情况都比较复杂，而且副产品亚硫酸钙处理也比较困难。
（3）湿式氨法
湿式氨法技术是采用一定浓度的氨水作为吸收剂，最终脱硫产物为硫酸按。湿式氨法脱硫效率在90%-99%，而且脱硫产物可以作为农肥使用。但是由于工艺流程复杂，氨的价格相对较高，运行成本也高，该方法未能得到广泛推广。NADS的主要脱硫原理是：
主要工艺流程是：烟气一电除尘器一再热冷却塔一吸收塔一离心分离除尘一酸碱中和反应器一生产硫铵等肥料。
该法在最终产物上不仅可以生产硫酸铵，还可以生产憐铵和稍铵，同时联产高浓度硫酸，灵活性较大，NADS在4x260t/h锅炉上运行168h表明，脱硫效率于95%，得到副产品含氦量为20.60%-20.75%。
（4）氧化镁法
氧化镁法脱硫的基本原理是：烟气中的二氧化硫被水吸收生成亚硫酸，亚硫酸先于循环液中的亚硫酸镁反应生成亚硫酸氣镁，这时的亚硫酸镁一部分循环作为二氧化硫的吸收液，另一部分通过爆气氧化生成硫酸镁盐溶液直接排放。氧化镁法可以分为抛弃法、再生法和氧化回收法，脱硫率可以达到90%以上，这种技术在镁矿资源比较丰富的地区具有很大的竞争力。
（二）干法烟气脱硫技术
（1）喷雾干燥法烟气脱硫技术
喷雾干燥法是发展于上世纪80年代的一种半干法脱硫工艺。喷雾干燥法烟气脱硫原理是：含有二氧化硫的烟气进入喷雾干燥塔后，立即与雾化的装液混合，二氧化硫迅速溶解于滴状液体中，并且与吸收剂发生化学反应。主要工艺参数为：吸收塔烟气出口温度大多在绝热饱和温度之上11-28K，韩硫比一般控制在1.4-1.8，二氧化硫入口温度为1600左右。喷雾干燥法与传统的湿法烟气脱硫技术相比，其设备和操作简单，投资少、运行费用低，可使用碳钢结构，不存在有微量金属元素污染的废水。目前，喷雾干燥法主要用于低硫煤烟气脱硫。
（2）循环流化床烟气脱硫技术
20世纪80年代末，德国Lurgi公司首先研究幵发出了循环流化床烟气脱硫技术，该技术主要原理是烟气与石灰装脱硫剂在流化床内混合，二氧化硫被吸收并转化成亚硫酸钙和硫酸两。该技术主要优点是脱硫剂反应停留时间长，石灰利用率高。脱硫效率主要受钙硫比影响较大，同时也受到脱硫温度和脱硫剂种类和尺寸的影响，目前该技术方法只在较小规模电厂锅炉上得到了应用。
（3）干法喷钙脱硫技术
20世纪70年代美国首先进行了干法喷钙脱硫工艺的开发研究，目前，干法喷钙脱硫技术主要以芬兰IVO公司开发的LIFAC工艺为代表。其主要原理是：首先作为固硫剂的石灰石喷入炉膛，碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙脱除一部分二氧化硫；然后，生成的硫酸钙和未反应的氧化钙与飞灰一起，进入锅炉活化反应器，使未反应的氧化钙转变为氢氧化钙，进而脱除二氧化硫。干法喷钙法的工艺相对简单，投资和运行费用也比较低，脱除效率可以达到80%，干法喷钙脱硫技术大多应用于低硫煤电厂和老电厂的脱硫改造。
三、烟气脱硝技术
目前，减少氮氧化物排放的控制措施主要有：一是针对机动车尾气的处理，通过改进机内等一些系统以及采用更加清洁的燃料，以此来减少氮氧化物的产生；二是工业生产中产生的废气，可以通过水、酸、碱溶液等湿法吸收处理；三是锅炉燃烧产生的烟气，可以通过燃烧过程的控制来减少氮氧化物的产生或者采用尾气脱除的方法将燃烧产生的氮氧化物还原成氮气，从而降低氮氧化物的排放量。 燃煤锅炉的氮氧化物生成机理主要有三种：热力型，由空气中的氧气和氮气在高温下燃烧氧化生成的NO和NO2总和，温度越高，热力型氮氧化物生成越明显：快速型，主要是指燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧的烃与氮气反应，最终生成的氮氧化物；燃料型，是燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物。热力型和快速型氮氧化物在燃煤锅炉中生成量较少，而燃料型氮氧化物约占到70%左右，是其NOx主要生成途径。
低氮氧化物燃烧技术是比较经济实用的减排控制技术，但是其脱除氮氧化物的效率一般不高，而且随着全世界对环境保护的越加重视，对大气污染的排放要求越来越严格，直接采用低氮燃烧技术往往不能达到排放标准，因此低氮燃烧技术多数都是与烟气脱硝技术相结合，降低进入脱硝装置的氮氧化物的浓度，来提高脱除效率，同时还能减少投资和运行费用。低氮燃烧技术措施按照其先后的发展，又可分为低过剩空气系数、浓淡燃烧器、低氮氧化物燃烧器等。
（一）低氮氧化物燃烧技术
（1）锅炉燃烧过程在低空气過剩系数条件下运行，可以限制氧的量，减少氮氧化物的产生；
（2）烟气再循环燃烧，将燃烧产生的部分烟气冷却后，再循环。降低氧浓度和燃烧区温度，减少氮氧化物的生成量；
（3）采用低氮氧化物燃烧器技术，采取的控制原理主要是空气分级燃烧、燃料分级燃烧和烟气再循环。目前有多种类型的低氮燃烧器广泛的用于电站锅炉和大型工业锅炉。
（二）选择性催化还原法
SCR法烟气脱硝技术研究开发较早，一直到现在，仍然是燃煤锅炉烟气脱硝的主流技术，在欧美等一些发达国家，SCR法被广泛应用于燃煤锅炉的尾气处理。选择性催化还原法是在金属还原剂的催化作用下，用NH3作为还原剂将NOx还原成N2和H20的一种方法。
选择性催化还原法脱硝效率主要受反应温度、氨氮摩尔比、氨氮和催化剂接触时间以及催化剂性能的影响。所用的催化剂常有以氧化铝、二氧化硅和二氧化钛等作为载体的把或铂贵金属。
SCR法的主要优点是技术相对比较成熟，二次污染比较小，烟气不需要加热便可以获得较高的净化效率，脱除效率可以达到85%左右；但是烟气中同时存在的SO2以及飞灰等会使催化剂失去活性，而且脱除过程需要消耗大量的还原剂同时也增加了投资成本，工艺系统相对较复杂，关键技术不易操作。
（三）选择性非催化还原法（SNCR法）
选择性非催化还原技术在商业性氮氧化物控制处理方面比较成熟，最早是由日本在一些燃气电厂中开始应用，而后欧美等一些国家也开始了在燃煤电厂中的工业应用。SNCR法脱硝过程中不使用催化剂，将含有氨气或者氨基的还原剂喷入炉膛温度900～1100的区域，后者分解为NH3并且和烟气中的NOx进行反应生成N2。
氨为还原剂：NH3+N0x—N2+H2O
尿素为还原剂：CO（NH2）—2NH2+CO
NH2+NOx—N2+H2O
CO+NOx—N2+CO2
SNCR法以炉膛为反应器，不使用催化剂，改造容易，设备和运行费用少；但是该法反应温度较高，还原剂消耗量大；SNCR法的脱除效率主要受到反应温度、氨氮摩尔比以及一些添加剂的影响，而反应温度的控制又是关键，但是该方法的反应温度和停留时间均难以控制，脱硝效率也会受到影响，SNCR法的脱除效率一般不超过60%。
四、结语
随着全世界对大气环境污染越来越关注，对二氧化硫和氮氧化物的排放标准越来越严，同时脱硫脱硝将会成为烟气治理的研究热点。目前，国内外大多数烟气同时脱硫脱硝工艺的脱硫效率都非常高，而脱硝效率却比较低。而随着我国大气污染物排放标准越来越严，对烟尘、二氧化硫和氮氧化物的排放要求更高，甚至是人们以前很少关注的烟气汞的排放，这些都要求我们今后向着更先进的同时脱硫脱硝技术深入研究，而这也是我们今后研究推广的方向，也是我国实现经济环境可持续发展，建设和谐社会的重要环节。
参考文献：
[1]李春风.我国钢铁烧结烟气脱硫现状及建议[A].中国金属学会.烧结工序节能减排技术研讨会文集[C].中国金属学会，2009：4.
[2]廖继勇，储太山，刘昌齐，周末.烧结烟气脱硫脱硝技术的发展与应用前景[J].烧结球团，2008，04：1-5.
[3]李庭寿.我国烧结烟气脱硫现状及建议[J].中国钢铁业，2010，06：14-21.
【关键词】 烟气烧结；脱硫技术；脱硝技术
一、烟气脱硫脱硝技术现状
目前，人们为了减少二氧化硫排放到大气中去，主要采用的控制方法是燃烧一些低硫燃料、对燃料进行前期脱硫、燃料燃烧过程脱硫以及末端尾气处理。燃烧前脱硫主要是利用一些特定的方法对煤等燃料进行净化，以去除原来燃料中的硫分、灰分等杂质。燃烧过程中脱硫主要是指当煤等燃料在炉内燃烧时，同时向炉内恰当的位置喷入脱硫剂（常用的有石灰石、熟石灰、生石灰等），脱硫剂在炉内较高温度下受热分解成CaO和MgO等，然后与燃烧过程中产生的SO2和SO3发生反应，生成硫酸盐和亚硫酸盐，最后以灰渣的形式排出，从而达到脱硫的目的。而目前世界上应用比较成熟的技术主要是燃烧后脱硫，即烟气脱硫技术。其中，又以一些湿法、干法以及其他典型的方法应用最为广泛。
二、烟气脱硫技术
（一）湿法烟气脱硫技术
（1）石灰石/石灰法
石灰石/石灰法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中二氧化硫的方法。石灰石/石灰法开发比较早，工艺成熟，吸收剂价格便宜而且容易得到，应用比较广泛。其主要工艺参数为：浆液pH在5.6-7.5之间，浆液固体含量：1.0%-15%，液气比：大于5.3L/m3钙硫比为1.05-1.1之间，碳酸钙粒度90%通过325目，纯度大于90%脱硫率大于90%。
（2）双碱法
双碱法烟气脱硫技术是用氢氧化钠、纯碱或者亚硫酸钠溶液吸收烟气中的二氧化硫，然后在塔外混合池中用石灰或者石灰石再生吸收后的浆液，生成亚硫酸钙和部分硫酸钙沉淀，上清液返回吸收系统循环使用。双碱法工艺方法和运行情况都比较复杂，而且副产品亚硫酸钙处理也比较困难。
（3）湿式氨法
湿式氨法技术是采用一定浓度的氨水作为吸收剂，最终脱硫产物为硫酸按。湿式氨法脱硫效率在90%-99%，而且脱硫产物可以作为农肥使用。但是由于工艺流程复杂，氨的价格相对较高，运行成本也高，该方法未能得到广泛推广。NADS的主要脱硫原理是：
主要工艺流程是：烟气一电除尘器一再热冷却塔一吸收塔一离心分离除尘一酸碱中和反应器一生产硫铵等肥料。
该法在最终产物上不仅可以生产硫酸铵，还可以生产憐铵和稍铵，同时联产高浓度硫酸，灵活性较大，NADS在4x260t/h锅炉上运行168h表明，脱硫效率于95%，得到副产品含氦量为20.60%-20.75%。
（4）氧化镁法
氧化镁法脱硫的基本原理是：烟气中的二氧化硫被水吸收生成亚硫酸，亚硫酸先于循环液中的亚硫酸镁反应生成亚硫酸氣镁，这时的亚硫酸镁一部分循环作为二氧化硫的吸收液，另一部分通过爆气氧化生成硫酸镁盐溶液直接排放。氧化镁法可以分为抛弃法、再生法和氧化回收法，脱硫率可以达到90%以上，这种技术在镁矿资源比较丰富的地区具有很大的竞争力。
（二）干法烟气脱硫技术
（1）喷雾干燥法烟气脱硫技术
喷雾干燥法是发展于上世纪80年代的一种半干法脱硫工艺。喷雾干燥法烟气脱硫原理是：含有二氧化硫的烟气进入喷雾干燥塔后，立即与雾化的装液混合，二氧化硫迅速溶解于滴状液体中，并且与吸收剂发生化学反应。主要工艺参数为：吸收塔烟气出口温度大多在绝热饱和温度之上11-28K，韩硫比一般控制在1.4-1.8，二氧化硫入口温度为1600左右。喷雾干燥法与传统的湿法烟气脱硫技术相比，其设备和操作简单，投资少、运行费用低，可使用碳钢结构，不存在有微量金属元素污染的废水。目前，喷雾干燥法主要用于低硫煤烟气脱硫。
（2）循环流化床烟气脱硫技术
20世纪80年代末，德国Lurgi公司首先研究幵发出了循环流化床烟气脱硫技术，该技术主要原理是烟气与石灰装脱硫剂在流化床内混合，二氧化硫被吸收并转化成亚硫酸钙和硫酸两。该技术主要优点是脱硫剂反应停留时间长，石灰利用率高。脱硫效率主要受钙硫比影响较大，同时也受到脱硫温度和脱硫剂种类和尺寸的影响，目前该技术方法只在较小规模电厂锅炉上得到了应用。
（3）干法喷钙脱硫技术
20世纪70年代美国首先进行了干法喷钙脱硫工艺的开发研究，目前，干法喷钙脱硫技术主要以芬兰IVO公司开发的LIFAC工艺为代表。其主要原理是：首先作为固硫剂的石灰石喷入炉膛，碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙脱除一部分二氧化硫；然后，生成的硫酸钙和未反应的氧化钙与飞灰一起，进入锅炉活化反应器，使未反应的氧化钙转变为氢氧化钙，进而脱除二氧化硫。干法喷钙法的工艺相对简单，投资和运行费用也比较低，脱除效率可以达到80%，干法喷钙脱硫技术大多应用于低硫煤电厂和老电厂的脱硫改造。
三、烟气脱硝技术
目前，减少氮氧化物排放的控制措施主要有：一是针对机动车尾气的处理，通过改进机内等一些系统以及采用更加清洁的燃料，以此来减少氮氧化物的产生；二是工业生产中产生的废气，可以通过水、酸、碱溶液等湿法吸收处理；三是锅炉燃烧产生的烟气，可以通过燃烧过程的控制来减少氮氧化物的产生或者采用尾气脱除的方法将燃烧产生的氮氧化物还原成氮气，从而降低氮氧化物的排放量。 燃煤锅炉的氮氧化物生成机理主要有三种：热力型，由空气中的氧气和氮气在高温下燃烧氧化生成的NO和NO2总和，温度越高，热力型氮氧化物生成越明显：快速型，主要是指燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧的烃与氮气反应，最终生成的氮氧化物；燃料型，是燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物。热力型和快速型氮氧化物在燃煤锅炉中生成量较少，而燃料型氮氧化物约占到70%左右，是其NOx主要生成途径。
低氮氧化物燃烧技术是比较经济实用的减排控制技术，但是其脱除氮氧化物的效率一般不高，而且随着全世界对环境保护的越加重视，对大气污染的排放要求越来越严格，直接采用低氮燃烧技术往往不能达到排放标准，因此低氮燃烧技术多数都是与烟气脱硝技术相结合，降低进入脱硝装置的氮氧化物的浓度，来提高脱除效率，同时还能减少投资和运行费用。低氮燃烧技术措施按照其先后的发展，又可分为低过剩空气系数、浓淡燃烧器、低氮氧化物燃烧器等。
（一）低氮氧化物燃烧技术
（1）锅炉燃烧过程在低空气過剩系数条件下运行，可以限制氧的量，减少氮氧化物的产生；
（2）烟气再循环燃烧，将燃烧产生的部分烟气冷却后，再循环。降低氧浓度和燃烧区温度，减少氮氧化物的生成量；
（3）采用低氮氧化物燃烧器技术，采取的控制原理主要是空气分级燃烧、燃料分级燃烧和烟气再循环。目前有多种类型的低氮燃烧器广泛的用于电站锅炉和大型工业锅炉。
（二）选择性催化还原法
SCR法烟气脱硝技术研究开发较早，一直到现在，仍然是燃煤锅炉烟气脱硝的主流技术，在欧美等一些发达国家，SCR法被广泛应用于燃煤锅炉的尾气处理。选择性催化还原法是在金属还原剂的催化作用下，用NH3作为还原剂将NOx还原成N2和H20的一种方法。
选择性催化还原法脱硝效率主要受反应温度、氨氮摩尔比、氨氮和催化剂接触时间以及催化剂性能的影响。所用的催化剂常有以氧化铝、二氧化硅和二氧化钛等作为载体的把或铂贵金属。
SCR法的主要优点是技术相对比较成熟，二次污染比较小，烟气不需要加热便可以获得较高的净化效率，脱除效率可以达到85%左右；但是烟气中同时存在的SO2以及飞灰等会使催化剂失去活性，而且脱除过程需要消耗大量的还原剂同时也增加了投资成本，工艺系统相对较复杂，关键技术不易操作。
（三）选择性非催化还原法（SNCR法）
选择性非催化还原技术在商业性氮氧化物控制处理方面比较成熟，最早是由日本在一些燃气电厂中开始应用，而后欧美等一些国家也开始了在燃煤电厂中的工业应用。SNCR法脱硝过程中不使用催化剂，将含有氨气或者氨基的还原剂喷入炉膛温度900～1100的区域，后者分解为NH3并且和烟气中的NOx进行反应生成N2。
氨为还原剂：NH3+N0x—N2+H2O
尿素为还原剂：CO（NH2）—2NH2+CO
NH2+NOx—N2+H2O
CO+NOx—N2+CO2
SNCR法以炉膛为反应器，不使用催化剂，改造容易，设备和运行费用少；但是该法反应温度较高，还原剂消耗量大；SNCR法的脱除效率主要受到反应温度、氨氮摩尔比以及一些添加剂的影响，而反应温度的控制又是关键，但是该方法的反应温度和停留时间均难以控制，脱硝效率也会受到影响，SNCR法的脱除效率一般不超过60%。
四、结语
随着全世界对大气环境污染越来越关注，对二氧化硫和氮氧化物的排放标准越来越严，同时脱硫脱硝将会成为烟气治理的研究热点。目前，国内外大多数烟气同时脱硫脱硝工艺的脱硫效率都非常高，而脱硝效率却比较低。而随着我国大气污染物排放标准越来越严，对烟尘、二氧化硫和氮氧化物的排放要求更高，甚至是人们以前很少关注的烟气汞的排放，这些都要求我们今后向着更先进的同时脱硫脱硝技术深入研究，而这也是我们今后研究推广的方向，也是我国实现经济环境可持续发展，建设和谐社会的重要环节。
参考文献：
[1]李春风.我国钢铁烧结烟气脱硫现状及建议[A].中国金属学会.烧结工序节能减排技术研讨会文集[C].中国金属学会，2009：4.
[2]廖继勇，储太山，刘昌齐，周末.烧结烟气脱硫脱硝技术的发展与应用前景[J].烧结球团，2008，04：1-5.
[3]李庭寿.我国烧结烟气脱硫现状及建议[J].中国钢铁业，2010，06：14-21.