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【摘要】脱硫脱硝技术作为火电厂烟气处理技术日益受到人们的关注。本文笔者从固相吸收和再生脱硫脱硝工艺、气/固催化脱硫脱硝工艺、高能电子活化氧化脱硫脱硝工艺三方面探讨了火电厂烟气脱硫脱硝的工艺。具有重要的参考意义。
【关键词】火电厂；烟气；脱硫脱硝工艺
引言
当前火电厂锅炉排放物与机动车尾气、工业废气是我国最大的三个氮氧化物排放源。其中，火电厂锅炉烟气中的硫氧化物和氮氧化物的浓度不高，但总量很大。传统采用的分步脱硫脱硝技术已经得到了深人的研究和广泛的应用。但其存在占地面积大、流程复杂、投资、管理、运行成本高等缺点，因此近年来世界各国都相继开展了脱硫脱硝一体化技术的研究开发，此项技术开发简单、运行成本低、具有更好的运行性能。下面笔者研究了火电厂烟气脱硫脱硝工艺。
1 固相吸收和再生脱硫脱硝工艺
固相吸收和再生烟气同时脱硫脱硝工艺是采用固体吸收剂或催化剂，与烟气中的SO2和NOx吸收或反应，在再生器中，硫或氮从吸收剂中释放出来，吸收剂可重新循环使用，回收的硫可进一步处理得到元素硫或硫酸等副产物；氮组分通过喷射或再循环至锅炉分解为N2和水。主要包括：活性炭吸收同时脱硫脱硝工艺、CuO同时脱硫脱硝工艺和SNAP同时脱硫脱硝工艺。
1.1 活性炭吸收同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
由含炭量高的物质经过碳化和活化制成的活性炭/焦，由于具有极丰富的孔隙构造而具有良好的吸附特性，可以脱除废气和废水中的多种有害物质，价格比较便宜，被广泛用于工业废气的净化。
在活性炭的表面SO2被氧化吸收形成硫酸；吸收塔加入氨后，可脱除NO；SO2脱除反应一般优先于NOx的脱除反应。烟气中SO2浓度较高时活性炭内进行的是SO2脱除反应，相反烟气中SO2浓度较低时，NOx脱除反应占主导地位。当入口烟气中SO2浓度较低时，NOx脱除效率高。SO2浓度越高，消耗的氨就越多，这就是吸收塔采用两段式的原因。
（2）工艺特点
可以实现联合脱除SO2、NOx和粉尘的一体化，SO2脱除率可达到98%以上，NOx脱除率可超过80%，同时吸收塔出口烟气粉尘含量小于20mg/m3；能除去废气中的碳氢化合物，如二口恶英，重金属如汞及其它有毒物质，是一种深度处理技术；副产品（浓硫酸、硫酸、硫磺）可以出售；无需工艺水，避免了废水处理；反应温度在烟气排放温度范围内，净化处理后的烟气排放前不需要再进行冷却或加热，节约能源；投资省、工艺简单、占地面积小；喷射氨增加了活性焦的黏附力，造成吸附塔内气流分布的不均匀性；由于氨的存在而产生对管道的堵塞、腐蚀及二次污染等问题。
1.2 CuO同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
CuO作为活性组分同时脱除烟气中SOx和NOx已得到较深入的研究，在300-450℃的温度范围内，与烟气中的SO2发生反应，形成的CuSO4和CuO对SCR法还原NOx有很高的催化活性。吸收饱和的CuSO4再被送去再生。再生过程一般用CH4气体对CuSO4进行还原，释放的SO2可制酸，还原得到的金属铜或Cu2S再用烟气或空气氧化，生成的CuO又重新用于吸收还原过程。
（2）工艺特点
CuO同时脱硫脱硝工艺特点为：不产生固态或液态二次污染，可产出硫或硫酸副产品，脱硫后烟气无需再热，脱硫剂可再生循环利用，可降低锅炉排烟温度等。
1.3 SNAP同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
SANP氧化铝一钠工艺是一种改进的NOxSO工艺，SO2和NOx在用碳酸钠浸渍后的氧化铝上被吸收，反应是在120℃下通过复杂的表面化学反应分几步进行的。
主要的吸收反应如下。
在再生的第一阶段，吸收剂被加热到400℃以上解吸出NO
解吸出的NOx又被重新送到燃烧器，NOx则在火焰区转化成N2。在再生的第二阶段，天然气在600℃以上的高温下与吸收剂反应。
（2）工艺特点
SNAP法的工艺特点为：采用了气体悬浮式吸收器；气速高，气相阻力较低；适合中高硫煤火电机组；副产商业等级的硫或硫酸；没有废水和淤泥排放问题，适应性强；吸收剂再生成本比较高，工艺也比较复杂。
2 气/固催化脱硫脱硝工艺
2.1 WSA-SNOX同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
WSA-SNOX工艺是湿式洗涤并脱除NOx技术，是SCR脱硝单元一催化氧化单元一WSA硫酸冷凝塔的组合，用了两种催化剂，用SCR脱除NOx，然后将SO2催化氧化为SO3，冷凝SO3作为硫酸出售。
（2）工艺特点
WSA-SNOX工艺的特点有：高的脱硝率（约95%以上）；低能耗（0.2%的发电量）；低的粉尘排放；不产生二次污染；副产品价值高；运行维护费用低；设备投资高。
2.2 SNRB同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
SNRB技术把所有的SO2， NOx和颗粒的处理都集中在一个设备中.其原理是在省煤器后喷入钙基吸收剂脱除SO2，在布袋除尘器的滤袋中悬浮有SCR催化剂并在气体进布袋除尘器前喷入NH3以去除NOx，布袋除尘器位于省煤器和换热器之间以保证反应温度。
（2）工艺特点
SNRB同时脱硫脱硝工艺特点为：将脱硫脱硝和除尘结合到一起；吸收剂利用效率高，不产生设备腐蚀，设备投资省；废渣较多，副产物利用价值不高。
2.3 Parsons同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
Parsons烟气清洁工艺处理烟气量280m3/h.该工艺包括以下步骤：①在单独的还原步骤中同时将SO2催化还原为H2S， NOx还原为N2，剩余的氧还原为水；②从氢化反应器的排气中回收H2S；③从H2S富集气体中生产元素硫。 （2）工艺特点
Parsons烟气清洁工艺发展到中试阶段；燃煤锅炉烟气中的SO2和NOx的脱除率能达到95%；工艺复杂；不产生废水。
3高能电子活化氧化脱硫脱硝工艺
高能电子活化氧化同时脱硫脱硝的基本原理是使用物理方法产生高能自由基，氧化SO2和NOx，然后与氨反应生成盐。高能电子活化氧化技术主要包括：电子束氨法（EBA）和脉冲电晕氨法（PPCP）。
3.1 电子束氨法（EBA）同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
电子束氨法的基本原理是利用高能电子束辐射的能量使烟气中产生大量高能自由基瞬间氧化烟气中的SO2和NOx，并生成硫酸和硝酸，然后与氨反应生成可回收利用的硫酸按和硝酸按。
（2）工艺特点
该工艺的主要特点是能同时高效脱硫、脱硝处理过程为干法，不需废水处理装置副产品为硫酸铁和硝酸按，均是有效的农用肥料处理后的烟气一般无需再加热，可直接经烟囱排人大气投资及运行费用低于常规方法。
3.2脉冲电晕氨法（PPCP）同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
脉冲电晕氨法（PPCP）烟气同时脱硫脱硝工艺是在电子束法的基础上发展起来的，它是将高压脉冲电源加到放电电极上，电晕极对接地极发生脉冲电晕放电，使迁移率高的电子在自由程中受到突发强电场的加速而获得足够的能量.利用前沿陡峭、窄脉宽的高压脉冲电晕放电，使容器中烟气分子突然获得爆炸式的巨大能量，在常温下获得非平衡等离子体，即产生大量的高能电子和OH等活性子，对工业废气中的气体分子进行氧化、降解，使污染物转化，再向其注入气体，氨可与之生成硫酸按、硝酸钱及其复盐.
（2）工艺特点
该方法具有显著的脱硫脱硝效果，其去除率达到80%以上，且除尘效果优于直流电晕方式的传统静电除尘技术，它只提高电子温度，而不提高离子温度，能效率比电子束氨法高，设备简单，省去了电子加速器，避免射线屏蔽问题，降低了一次造价和运行成本。另外氨与脉冲电晕的协同效应能显著地提高SO2脱除率。
参考文献
[1]李忠华，薛建明，韩琪，火电厂烟气脱硫工程建设方案的经济评价[J]，电力建设，2003，24 （8）
[2]高巨宝，樊越胜，邹峥，曹子栋，烟气联合脱硫脱硝技术的对比研究[J]，锅炉技术2006， 37 （5）.
[3]柏源， 李忠华， 薛建明等.烟气同时脱硫脱硝一体化技术研究[J]，电力科技与环保，2010，26（3）.
[4]陈秀芳，冯森.火电厂烟气脱硝技术及应用[J]，山西电力，2008（04
【关键词】火电厂；烟气；脱硫脱硝工艺
引言
当前火电厂锅炉排放物与机动车尾气、工业废气是我国最大的三个氮氧化物排放源。其中，火电厂锅炉烟气中的硫氧化物和氮氧化物的浓度不高，但总量很大。传统采用的分步脱硫脱硝技术已经得到了深人的研究和广泛的应用。但其存在占地面积大、流程复杂、投资、管理、运行成本高等缺点，因此近年来世界各国都相继开展了脱硫脱硝一体化技术的研究开发，此项技术开发简单、运行成本低、具有更好的运行性能。下面笔者研究了火电厂烟气脱硫脱硝工艺。
1 固相吸收和再生脱硫脱硝工艺
固相吸收和再生烟气同时脱硫脱硝工艺是采用固体吸收剂或催化剂，与烟气中的SO2和NOx吸收或反应，在再生器中，硫或氮从吸收剂中释放出来，吸收剂可重新循环使用，回收的硫可进一步处理得到元素硫或硫酸等副产物；氮组分通过喷射或再循环至锅炉分解为N2和水。主要包括：活性炭吸收同时脱硫脱硝工艺、CuO同时脱硫脱硝工艺和SNAP同时脱硫脱硝工艺。
1.1 活性炭吸收同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
由含炭量高的物质经过碳化和活化制成的活性炭/焦，由于具有极丰富的孔隙构造而具有良好的吸附特性，可以脱除废气和废水中的多种有害物质，价格比较便宜，被广泛用于工业废气的净化。
在活性炭的表面SO2被氧化吸收形成硫酸；吸收塔加入氨后，可脱除NO；SO2脱除反应一般优先于NOx的脱除反应。烟气中SO2浓度较高时活性炭内进行的是SO2脱除反应，相反烟气中SO2浓度较低时，NOx脱除反应占主导地位。当入口烟气中SO2浓度较低时，NOx脱除效率高。SO2浓度越高，消耗的氨就越多，这就是吸收塔采用两段式的原因。
（2）工艺特点
可以实现联合脱除SO2、NOx和粉尘的一体化，SO2脱除率可达到98%以上，NOx脱除率可超过80%，同时吸收塔出口烟气粉尘含量小于20mg/m3；能除去废气中的碳氢化合物，如二口恶英，重金属如汞及其它有毒物质，是一种深度处理技术；副产品（浓硫酸、硫酸、硫磺）可以出售；无需工艺水，避免了废水处理；反应温度在烟气排放温度范围内，净化处理后的烟气排放前不需要再进行冷却或加热，节约能源；投资省、工艺简单、占地面积小；喷射氨增加了活性焦的黏附力，造成吸附塔内气流分布的不均匀性；由于氨的存在而产生对管道的堵塞、腐蚀及二次污染等问题。
1.2 CuO同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
CuO作为活性组分同时脱除烟气中SOx和NOx已得到较深入的研究，在300-450℃的温度范围内，与烟气中的SO2发生反应，形成的CuSO4和CuO对SCR法还原NOx有很高的催化活性。吸收饱和的CuSO4再被送去再生。再生过程一般用CH4气体对CuSO4进行还原，释放的SO2可制酸，还原得到的金属铜或Cu2S再用烟气或空气氧化，生成的CuO又重新用于吸收还原过程。
（2）工艺特点
CuO同时脱硫脱硝工艺特点为：不产生固态或液态二次污染，可产出硫或硫酸副产品，脱硫后烟气无需再热，脱硫剂可再生循环利用，可降低锅炉排烟温度等。
1.3 SNAP同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
SANP氧化铝一钠工艺是一种改进的NOxSO工艺，SO2和NOx在用碳酸钠浸渍后的氧化铝上被吸收，反应是在120℃下通过复杂的表面化学反应分几步进行的。
主要的吸收反应如下。
在再生的第一阶段，吸收剂被加热到400℃以上解吸出NO
解吸出的NOx又被重新送到燃烧器，NOx则在火焰区转化成N2。在再生的第二阶段，天然气在600℃以上的高温下与吸收剂反应。
（2）工艺特点
SNAP法的工艺特点为：采用了气体悬浮式吸收器；气速高，气相阻力较低；适合中高硫煤火电机组；副产商业等级的硫或硫酸；没有废水和淤泥排放问题，适应性强；吸收剂再生成本比较高，工艺也比较复杂。
2 气/固催化脱硫脱硝工艺
2.1 WSA-SNOX同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
WSA-SNOX工艺是湿式洗涤并脱除NOx技术，是SCR脱硝单元一催化氧化单元一WSA硫酸冷凝塔的组合，用了两种催化剂，用SCR脱除NOx，然后将SO2催化氧化为SO3，冷凝SO3作为硫酸出售。
（2）工艺特点
WSA-SNOX工艺的特点有：高的脱硝率（约95%以上）；低能耗（0.2%的发电量）；低的粉尘排放；不产生二次污染；副产品价值高；运行维护费用低；设备投资高。
2.2 SNRB同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
SNRB技术把所有的SO2， NOx和颗粒的处理都集中在一个设备中.其原理是在省煤器后喷入钙基吸收剂脱除SO2，在布袋除尘器的滤袋中悬浮有SCR催化剂并在气体进布袋除尘器前喷入NH3以去除NOx，布袋除尘器位于省煤器和换热器之间以保证反应温度。
（2）工艺特点
SNRB同时脱硫脱硝工艺特点为：将脱硫脱硝和除尘结合到一起；吸收剂利用效率高，不产生设备腐蚀，设备投资省；废渣较多，副产物利用价值不高。
2.3 Parsons同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
Parsons烟气清洁工艺处理烟气量280m3/h.该工艺包括以下步骤：①在单独的还原步骤中同时将SO2催化还原为H2S， NOx还原为N2，剩余的氧还原为水；②从氢化反应器的排气中回收H2S；③从H2S富集气体中生产元素硫。 （2）工艺特点
Parsons烟气清洁工艺发展到中试阶段；燃煤锅炉烟气中的SO2和NOx的脱除率能达到95%；工艺复杂；不产生废水。
3高能电子活化氧化脱硫脱硝工艺
高能电子活化氧化同时脱硫脱硝的基本原理是使用物理方法产生高能自由基，氧化SO2和NOx，然后与氨反应生成盐。高能电子活化氧化技术主要包括：电子束氨法（EBA）和脉冲电晕氨法（PPCP）。
3.1 电子束氨法（EBA）同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
电子束氨法的基本原理是利用高能电子束辐射的能量使烟气中产生大量高能自由基瞬间氧化烟气中的SO2和NOx，并生成硫酸和硝酸，然后与氨反应生成可回收利用的硫酸按和硝酸按。
（2）工艺特点
该工艺的主要特点是能同时高效脱硫、脱硝处理过程为干法，不需废水处理装置副产品为硫酸铁和硝酸按，均是有效的农用肥料处理后的烟气一般无需再加热，可直接经烟囱排人大气投资及运行费用低于常规方法。
3.2脉冲电晕氨法（PPCP）同时脱硫脱硝工艺
（1）工艺原理
脉冲电晕氨法（PPCP）烟气同时脱硫脱硝工艺是在电子束法的基础上发展起来的，它是将高压脉冲电源加到放电电极上，电晕极对接地极发生脉冲电晕放电，使迁移率高的电子在自由程中受到突发强电场的加速而获得足够的能量.利用前沿陡峭、窄脉宽的高压脉冲电晕放电，使容器中烟气分子突然获得爆炸式的巨大能量，在常温下获得非平衡等离子体，即产生大量的高能电子和OH等活性子，对工业废气中的气体分子进行氧化、降解，使污染物转化，再向其注入气体，氨可与之生成硫酸按、硝酸钱及其复盐.
（2）工艺特点
该方法具有显著的脱硫脱硝效果，其去除率达到80%以上，且除尘效果优于直流电晕方式的传统静电除尘技术，它只提高电子温度，而不提高离子温度，能效率比电子束氨法高，设备简单，省去了电子加速器，避免射线屏蔽问题，降低了一次造价和运行成本。另外氨与脉冲电晕的协同效应能显著地提高SO2脱除率。
参考文献
[1]李忠华，薛建明，韩琪，火电厂烟气脱硫工程建设方案的经济评价[J]，电力建设，2003，24 （8）
[2]高巨宝，樊越胜，邹峥，曹子栋，烟气联合脱硫脱硝技术的对比研究[J]，锅炉技术2006， 37 （5）.
[3]柏源， 李忠华， 薛建明等.烟气同时脱硫脱硝一体化技术研究[J]，电力科技与环保，2010，26（3）.
[4]陈秀芳，冯森.火电厂烟气脱硝技术及应用[J]，山西电力，2008（04