主流烟气脱硫脱硝技术汇总——脱硝篇

治理大气污染是一场攻坚战，更是一场持久战。对于大气污染的治理，各界可谓心思挖尽，燃煤污染被认为是造成大气污染的“祸首”，要想减轻燃煤污染，脱硫脱硝是必不可少的手段措施。下面小编和你一起走近烟气脱硫脱硝技术。...

导读：治理大气污染是一场攻坚战，更是一场持久战。对于大气污染的治理，各界可谓心思挖尽，燃煤污染被认为是造成大气污染的“祸首”，要想减轻燃煤污染，脱硫脱硝是必不可少的手段措施。在本文中小编总结了一些在日常生产中比较常见的烟气脱硝技术。

一、干法脱硝技术

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SNCR选择性非催化技术

利用水蒸汽向锅炉炉膛喷吹并雾化尿素溶液的方法，将脱硝还原剂预先加热，可提高烟气与还原性气体的混合均匀度和反应速率，提高还原剂的利用率和脱硝效率。以2t/h燃煤锅炉SSNCR烟气脱硝技术为例，该项技术在NH3/NO小于1.4、脱硝效率达62.5%，氨逃逸低于4 mg/Nm3。

常规的燃煤锅炉SNCR烟气脱硝技术多采用尿素溶液、氨水或化工废氨水作为还原剂。以氨水作为还原剂，运行成本较高，同时存在氨逃逸及安全性的问题;以化工废氨水作为还原剂，品质不能保证，造成脱硝效率不稳定;以尿素溶液作为还原剂，尿素在850℃以上的高温条件下直接分解为NH3和CO，脱硝反应速率较低，尿素利用率较低。



利用蒸汽雾化尿素溶液的方法，可使尿素溶液在加热条件下预先分解为NH3和HCN，提高尿素的穿透能力以及与烟气混合均匀度，提高还原剂的反应活性和反应速率，达到稳定脱硝效率的目的。

以2t/h锅炉SSNCR烟气脱硝为例，应用水蒸汽雾化尿素溶液进行烟气脱硝，结果表明，在NH3/NO摩尔比小于1.4的条件下，SSNCR脱硝技术脱硝效率可达62.5%，脱硝效果非常明显。在相同条件下，该水蒸汽雾化还原剂技术比压缩空气雾化可提高脱硝效率5~12%。

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SCR选择性催化还原技术

SCR选择性催化还原技术选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,最早由日本于20世纪60~70年代后期完成商业运行,是利用还原剂(NH3,尿素)在金属催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2氧化,故称为“选择性”。目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR2种。此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将NOx(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水,还原剂为NH3。

在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃～590℃)、中温催化剂(260℃～380℃)和低温催化剂(80℃～300℃)，不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏;如果反应温度过高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。



目前，国内外SCR系统大多采用高温催化剂，反应温度区间为315℃～400℃。该方法在实际应用中的优缺点如下。

优点：该法脱硝效率高，价格相对低廉，目前广泛应用在国内外工程中，成为电站烟气脱硝的主流技术。

缺点：燃料中含有硫分,燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后,在有氧条件下,SO3的生成量大幅增加,并与过量的NH3生成NH4HSO4。

NH4HSO4具有腐蚀性和粘性,可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO3的生成量有限,但其造成的影响不可低估。另外,催化剂中毒现象也不容忽视。

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LoTOx低温臭氧氧化技术

以臭氧为氧化剂将烟气中不易溶于水的NO氧化成更高价的氮氧化物，然后以相应的吸收液对烟气进行喷淋洗涤，实现烟气的脱硝处理。本技术脱硝效率高(90%)，对烟气温度没有要求，可作为其他脱硝技术的补充，达到深度脱硝。

臭氧氧化吸收脱硝法以臭氧为氧化剂将烟气中不易溶于水的NO氧化成NO2或更高价的氮氧化物，然后以相应的吸收液(水、碱溶液、酸溶液或金属络合物溶液等)对烟气进行喷淋洗涤，使气相中的氮氧化物转移到液相中，实现烟气的脱硝处理。

经过氧化后的烟气在洗涤塔中主要发生如下反应：

NO2+H2O→HNO3+NO

N2O5+H2O→HNO3

NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O



全套臭氧氧化脱硝工艺系统简单，容易在原有脱硫塔基础上改造并实现脱硫脱硝同时进行;脱硝效率高(可达90%以上);根据烟气中氮氧化物的实时监测，可实现氧化剂(臭氧)投加量的精确控制，使系统的运行效率不受锅炉运行状态影响;系统运行温度低，可实现低温脱硝处理;系统运行效率不随运行时间增加而下降，大大减少脱硝系统的停机检修时间;臭氧的氧化能力也能实现对烟气中其它有害成分(如汞)的氧化脱除，能满足将来越来越严的环保要求。

 二、湿法脱硝技术

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吸附法

由于吸附剂具有高的选择性和高的分离效果，能脱除痕量物质，所以吸附净化法常用于其他方法难以分离的低浓度有害物质和排放标准要求严格的废气处理。吸附净化法的优点是效率高，能回收有用组分，设备简单，操作方便，易于实现自动控制。化学吸附是固体表面与被吸附物质间的化学键力作用的结果，其实质是表面化学反应。与物理吸附相比，化学吸附的吸热与化学反应热相近，一般为几十千焦每摩尔；物理吸附与气体的汽化热相近，为几百焦每摩尔。化学吸附具有较高的选择性；物理吸附可以是单分子层，也可以是多分子层的，容易解吸。[9]吸附含有NOX废气的方法，常采用的吸附剂有很多酸、分子筛、活性炭和硅胶等。

在较低温度下，用分子筛，活性炭，硅胶，离子交换树脂，氧化铝等吸附剂脱除NOX。但除活性炭外，这些吸附剂都不能有效吸附NO，所以需预先将NO氧化为NO2，而且必须除掉烟气中SO2和粉尘等干扰物质。吸附法可以达到较高的净化程度，用蒸气或热空气进行脱附，可回收高浓度的氮氧化物。该法因为固体吸附容量小，当NOX浓度高或烟气量很大时，吸附剂用量大，设备庞大，投资高。

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碱液吸收法

碱液吸收法是人们研究最早最多的一类脱硝方法。由于碱液吸收法能将氮氧化物回收为有销路的亚硝酸盐或者硝酸盐产品，有一定的经济效率，而且工艺流程和设备也比较简单，技术路线成熟，所以广泛应用于生产和应用于硝酸的工业部门的尾气处理和其他场合的氮氧化物废气治理中。但该法的缺点是技术水平不高，吸收尾气浓度依然很高，因此碱液吸收法有待于技术改造，以发挥它具有经济效率的优点，克服吸收率低的缺点。由于NO在水中的溶解度很低，且不与水和碱作用，所以这种方法主要应用于处理含NO2超过50%的NOx废气,故配合上述的氧化法，氧化NO成NO2，理论及实践证明当氧化度到达50%有最佳的脱除效果。该法在我国硝酸尾气处理中得到部分的应用，但不适用于以NO为主的燃烧烟气脱硝。

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微生物法

微生物法烟气脱硝的原理为：适宜的脱氮菌在有外加碳源的情况下，利用NOx作为氮源，将NOx还原成最基本的无害的N2，而脱氮菌本身获得生长繁殖。其中NO2先溶于水中形成NO3及NO2，再被生物还原为N2，而 N O被吸附在微生物表面后直接被微生物还原为N2。因此，生物法净化NOx也主要利用了反硝化细菌的异化反硝化作用。在废气的生物处理中，微生物的存在形式可分为悬浮生长系统和附着生长系统两种，悬浮生长系统是指微生物及其营养物配料存在于液相中，气体中的污染物通过与悬浮物接触后转移到液相中而被微生物所净化，其形式有喷淋塔、鼓泡塔等生物洗涤器。而在附着生长系统中,废气在增湿后进入生物滤床,通过滤层时，污染物由气相转移到生物膜表面并被微生物净化.悬浮生长系统及附着生长系统在净化NOx方面各具优势：前者相对后者来说，微生物的环境条件及操作条件易于控制，但因NOx中的NO占有较大的比例，而NO又不易溶于水，使得NO的净化率不高。

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