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基于煙氣脫硫脫硝集成技術的工藝探究
自2013年1月1日起，將脫硝電價試點范圍由現(xiàn)行14個省(自治區(qū)、直轄市)的部分燃煤發(fā)電機組，擴大為全國所有燃煤發(fā)電機組。燃煤發(fā)電機組安裝脫硝設施、具備在線監(jiān)測功能且運行正常的，持國家或省級環(huán)保部門出具的脫硝設施驗收合格文件，報省級價格主管部門審核后，執(zhí)行脫硝電價。脫硝電價標準為每千瓦時8厘錢。
摘要：世界經濟的高速發(fā)展，人口的迅速膨脹帶來的是對環(huán)境的破壞越來越嚴重。二十一世紀發(fā)展的是科技，消耗的是大量的化石能源，人類經濟的發(fā)展是以犧牲環(huán)境為代價，但化石能源大量的消耗卻帶來了溫室氣體、酸雨、霧霾等。人類目前的能源結構以化石能源為主，經過幾次大的大氣污染的教訓，人們逐漸重視大氣污染。本文著重介紹了現(xiàn)在對排放氣體進行脫硫脫硝的技術，我國能源以煤為主，發(fā)展適合我國的煙氣脫硫脫硝技術具有重要意義。
關鍵詞：大氣污染;集成技術;實際運用;脫硫脫硝
引言
因為我國的能源結構以燃煤為主，在之前很長的一段時間里大氣污染物未經過凈化就排放到大氣中去，目前在我國北方地區(qū)出現(xiàn)的霧霾直接地反映出我國大氣污染的嚴重性，大氣環(huán)境治理刻不容緩。最近幾年國家對排放到大氣中的氣體制定了嚴格的標準措施，但是我國的大氣污染問題依然形勢嚴峻。
一、氮氧化物與含硫氣體的產生
目前排放到大氣中的二氧化硫和氮氧化物等主要大氣污染氣體，以煤炭的燃燒產生的煙氣為主，而根據有關專家的預測：到本世紀中期，在我國的一次性能源消費中占據最大比重的依然是煤炭消耗。這足以說明我國在對以二氧化硫和氮氧化物為主的大氣污染物的凈化治理工作還有很長一段時間。
1.1 氮氧化物與二氧化硫的產生
一般氮元素在煤炭中的質量分數(shù)在0.4%―2.9%之間，而硫元素在煤炭中所占的質量分數(shù)在0.2%―11%之間。目前排放氮氧化物最多的幾個行業(yè)是電力、工業(yè)和交通運輸業(yè)。在汽車尾氣排放中，氮元素與空氣中的氧元素在高溫條件下結合生成氮氧化物，這是大氣中光化學煙霧的主要來源。在重要煤炭中，硫的含量在0.4%―5.5%之間。在高溫中，煤里的硫化物發(fā)生一系列復雜的無機化學反應產生二氧化硫氣體。
1.2 氮氧化物與二氧化硫對環(huán)境產生的危害
氮氧化物與二氧化硫都是主要大氣污染物，會對環(huán)境造成破壞、對人體產生嚴重的傷害。含硫氧化物會在空氣中積累，隨著雨一起降落在地表形成常說的酸雨。酸雨會改變地表土壤和水體的PH值，并且嚴重腐蝕建筑物，對植物的危害更大，二氧化硫也會對人體造成嚴重的傷害。氮氧化物在空氣中不但會和二氧化硫一樣形成酸雨，而且氮氧化物會與碳氫化物一起形成光化學煙霧，還會在大氣層外圍破壞臭氧層。
現(xiàn)階段的酸雨是雨雪中的酸度增加，降低了江河湖泊中的PH值使魚類減少甚至滅絕;酸雨改變了土壤中原本的酸堿度，使植物的生長發(fā)育受到嚴重的影響;對氣候的影響主要在溫室效應和降低了能見度;氮氧化物與二氧化硫對人體的主要危害是增加了佝僂病和呼吸道的發(fā)病率。
二、脫硫脫硝集成技術
2.1 脫硫脫硝技術
運用在化工工業(yè)、火力發(fā)電等產生的硫氧化物、氮氧化物的煙氣凈化技術就是煙氣脫硫脫硝技術。現(xiàn)在大規(guī)模使用的脫硫脫硝技術有十余種，主要包括脈沖電暈法、石膏濕法、微生物降解等。
2.1.1 脫硫技術簡介
煙氣脫硫技術就是利用二氧化硫的酸性性質，使用另一種堿性物質吸收煙氣中的二氧化硫，從而達到煙氣脫硫的目的。根據脫硫中堿性物質的三種狀態(tài)，脫硫方法分為干法、濕法和半干法。
濕法脫硫顧名思義就是把含有二氧化硫的煙氣通過堿性溶液，使之發(fā)生反應，把氣態(tài)的二氧化硫變?yōu)橐簯B(tài)含硫化合物。濕法脫硫效率高、速度快、穩(wěn)定可靠，但是耗水量大，需要的資金投入較多。
干法脫硫就是用干燥的堿性物質固體來吸收二氧化硫，這種方法完全不用水參加反應，一直處于干燥狀態(tài)。干法脫硫技術成本低、投入少，是一種節(jié)約型的脫硫技術，但是脫硫的效果不是很好。
而半干法脫硫就是把含有二氧化硫的氣體相機通過固、液、氣三種狀態(tài)的堿性吸收物質。這種方法工藝簡單、投資較少適合含硫量較低的煤燃燒產生的煙氣脫硫。
2.1.2 脫硝技術簡介
空氣分級燃燒技術、燃料分級燃燒技術、低氮燃燒技術等都是目前氮氧化物燃燒技術采用的主要方法。這些技術與煙氣脫硝技術相較而言都相對簡單，產生的效果有限，反而使熱損失增加，熱效率降低。低氮氧化合物燃燒技術的局限太多，所以現(xiàn)階段主要采用煙氣脫硝技術。低氮燃燒技術、選擇性催化還原法(圖1)、選擇性非催化還原法(圖2)、聯(lián)合煙氣脫硝技術等是煙氣脫硝的主要技術。
低氮燃燒技術除了前面所介紹的還有濃度偏差燃燒和煙氣再循壞等技術，采用低氮氧化物燃燒技術可以使氮氧化物的量控制在80%―40%之間，使用效率更高的煙氣脫硝技術會使得煙氣中氮氧化物降到更低。
2.1.3 脫硫脫硝技術的集成
現(xiàn)在隨著工業(yè)的飛速發(fā)展、脫硫脫硝工藝技術的提升而世界各國對大氣排放標準要求也越來越高�，F(xiàn)階段已經在運行的脫硫、脫硝技術還不能滿足我們對脫硫和脫硝標準的要求，因此世界上很多國家都在積極研發(fā)新的，能夠提高脫硫和脫硝的技術。
2.2 脫硫脫硝技術集成工藝的原理
脫硫脫硝技術集成工藝滿足了同時脫硫脫硝的需求，并且在進行脫硫脫硝處理后還能獲得一些副產物。脫硫脫硝技術集成工藝設備簡單但可靠、投入資金較少，經濟適用。固相吸收脫硫脫硝工藝、活性炭吸收脫硫脫硝工藝、氧化銅脫硫脫硝工藝是脫硫脫硝集成工藝主要運用的三種方法。
脫硫脫硝的反應原理：利用活性炭的吸附能力，吸收煙氣中的二氧化硫、水同時與氧氣結合反應，并在反應中加入含氮的堿性氣體，這就是活性炭吸收脫硫脫硝工藝的反應原理。氧化銅脫硫脫硝工藝是以氧化銅為活性物質，在高溫條件下與含硫物質發(fā)生反應再與含氮物質發(fā)生反應。
三、脫硫脫硝技術集成工藝的實際運用
脫硫脫硝一體化的集成技術應用最多的是一些使用化石能源較多的行業(yè)。脫硫脫硝技術集成工藝以簡單可靠、效率高、占地面積小、啟動資金少的優(yōu)勢而在工業(yè)、發(fā)電、交通行業(yè)里得到大量應用。目前發(fā)展的脫硫脫硝一體化工藝技術在經濟、技術、環(huán)境等方面都取得了巨大的成果。
四、總結
我們直接生活在大氣中，大氣環(huán)境關乎我們的健康。煙氣中大量的二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中，產生酸雨、溫室效應、光化學煙霧等環(huán)境問題。我國是燃煤大國也是工業(yè)大國，機動車保有量居世界前列，因此我國的二氧化硫氮氧化物治理工作刻不容緩。我國嚴峻的大氣治理環(huán)境，使脫硫脫硝一體化集成技術的開發(fā)不能停止，迫切需要更高效，節(jié)約的新技術。
參考文獻：
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