谢飞
陕西能源电力运营有限公司 陕西省 咸阳市 712085
摘要：随着工业经济的逐步发展，化石燃料产生了大量的废气，未经处理的废气排入大气层，导致全球变暖、酸雨等现象产生，二氧化硫和氮氧化物的大量排放是主要原因。其中二氧化硫是一种酸性气体，容易被氧化形成气态溶胶，进而形成酸雨；氮氧化物在空气中很容易被氧化，形成高价态的氮氧化物，此氧化物易于水化合形成酸雨，同时也会形成光化学烟雾导致大气层破坏。本文主要分析工业烟气脱硫脱硝及一体化新技术的研究进展。
关键词：工业烟气；脱硫脱硝；一体化技术；研究进展
引言
脱硫和脱硝技术是重要的大气环境污染控制的方式，脱硫技术主要原理是使用化学或物理的方式消除含硫氧化物，主要有化学湿式氧化法、等离子体技术等；脱硝技术主要原理是使用化学或物理的方式消除含氮氧化物，主要有吸附法、催化还原中SCR和SNCR法等；脱硫脱硝一体化技术主要有活性炭吸附法、等离子体技术法、生物法、半干湿法、催化法等技术方法。
1、烟气脱硫脱硝的现实意义
在我国社会经济高速发展的过程中，也出现了一系列问题，特别是环境污染，表现较为明显。目前，随着工业生产规模的扩大等因素影响，大气当中的氮氢化合物、二氧化硫等成分含量不断升高，并且成为大气污染的常见问题，究其根本原因，与工业生产排出的烟气有密切联系。基于这一情况，烟气脱硫脱硝成为解决大气污染的重要方式，对烟气脱硫脱硝工艺进行研究、应用有很强的现实意义，不仅可以改善大气质量，也能实现我国社会可持续发展。目前，我国将节能减排与可持续发展作为经济工作的重点内容，有相关文件内容显示，我国要求工业生产行业每年将二氧化硫的排放量降低2%，氮氧化物的排放量需要降低5%，从而对大气污染物进行控制，实现环境质量的改善。
2、烟气脱硫脱硝工艺
2.1烟气脱硫工艺
在烟气脱硫工艺当中，主要分为湿法工艺、干法工艺与半干法工艺三种类型。这里所指的湿法工艺主要是烟气湿法脱硫，利用钠碱、石灰石或者海水等吸收剂水溶液，作为处理工艺中的吸收剂，之后对FCC烟气进行洗涤处理，将烟气当中的二氧化硫尽量脱出。还有一种湿法处理工艺为再生方式，主要是选择可再生的吸收剂溶液，对FCC烟气进行洗涤处理，从而将烟气的硫氧化物吸收，并且声称稳定性较弱的吸收溶液。之后，可对这种吸收溶液进行加热和再生处理，将再生之后的吸收剂进行循环应用。这种方式对于烟气的净化度较高，且可以实现吸收溶剂的再生使用，从而符合可持续发展的理念。除了湿法工艺，对于干法工艺与半干法工艺，主要是利用干粉或者湿吸收剂制备的干粉来作为处理过程中的吸收剂，主要包括喷雾干燥以及烟气循环流化床两种类型。喷雾干燥法主要是选择石灰作为吸收剂，将石灰与水配比，制成消石灰乳，在吸收塔当中，经过雾化设备将其分散为较小的液滴，之后与烟气当中的二氧化硫成分接触，从而生成硫酸钙，进而将烟气当中的二氧化硫脱出。脱硫之后的产物，与没有参与吸收的石灰乳可以按照干燥颗粒物的方式，随着烟气排出吸收塔，并且进入后续的处理设备当中。喷雾干燥法的应用较为成熟，且安全性较高，处理流程较为简单，脱硫率可以达到85%以上。
2.2烟气脱硝工艺
对于烟气脱硝工艺而言，目前最常使用的就是还原法与氧化法两种类型，其主要原理在于将烟气通过物理或者化学方式进行处理，将烟气当中的含硝化物质还原为氮气等。在烟气脱硝还原工艺当中，主要分为选择性催化或者选择性非催化两种还原类型。其中，选择性催化还原主要是在专门的设备当中，喷入尿素或者其他类型的氨基还原剂，还原剂可以将烟气当中的硝成分等催化成氮气与水。
这种方式脱硝率可以达到90%，且不会给处理系统增加压力，氨逃逸率也会很低，这也是目前较为成熟的一种脱硝工艺。对于这种工艺的应用，关键点在于选择合理的催化剂，一般而言，需要选择腐蚀性和耐损性较高的催化剂，还要保证催化剂的抗硫性能较强、寿命较长。
3、脱硫脱硝一体化技术
3.1活性炭吸附法
活性炭具有极大的表面积和复杂的孔隙结构，其物质表面具有较多活性中心，从而SO2和NOx能大量吸附在其表面，由于活性炭含有大量的官能团，可对含硫含氮氧化物进行稳定的化学吸附，从而达到同时脱硫脱硝的作用。不同煤制的活性炭用来同时脱硫脱硝，研究表明通过改性处理的DE-NOx和DE-SOx活性炭性能最佳，添加焦煤可以降低活性炭的磨损，最佳的焦煤用量为25wt%，经过氧化改性处理后的活性炭脱硫脱硝的效率大大增加。使用微波改性处理的活性炭对于脱硫脱硝的吸附性能有显著提高，且在KOH溶液中浸泡过的活性炭对SO2吸附效果最佳，但对NO的吸附作用不好，然而在浓硝酸中浸泡过的活性炭对NO作用效果较好，同时利用微波诱导催化还原与活性炭吸附作用相结合，可以提高将NO转化成N的效率，将SO2转化成S的效率微波改性活性炭具有很好的发展前景，具研究报道SO2在一定程度上抑制了脱硝作用，但NO对脱硫有一定的促进作用，O2的存在可以提高同时脱硫脱硝效率，水蒸气对脱硫脱硝也有一定增强作用，但当含水蒸气量大于9.1%时脱硫脱硝效率会降低，当烟气中存在CO2过多时则会抑制脱硫脱硝。
3.2生物法
生化法主要是使用微生物的作用将气相NO转化为液相NOx通过物化加生化、硝化反硝化等工艺过程实现高效脱硫脱硝的一种技术。微生物-软锰矿耦合法进行脱硫脱硝的技术，该技术利用微生物对污染物的氧化实现了大气污染控制，其中微生物-软锰矿脱除技术与硫酸盐还原硫氧化法硫回收技术的同时使用，使得二氧化硫的脱硫效率极大提高，在微生物参与作用下极大提高脱硫脱硝效率，氮氧化物等物质对硫酸盐还原菌的抑制作用也有所提高，同时也实现了脱硫脱硝的同步进行。以轻质陶粒作为载体，脱硫菌和脱氮菌为生物菌种，使这些优势菌种负载在轻质陶粒上，进行烟气脱硫脱硝作用，该方法可以同时脱硫脱硝净化效率分别可达99.8%和88.9%。使用硫酸盐还原菌（SRB）对烟气进行脱硫脱硝，烟气在该细菌的作用下同时脱硫脱硝效率可达70%以上。
3.3催化法
催化法脱硫脱硝中使用最广泛的是光催化法，其原理主要基于光敏型TiO2催化材料在紫外光照下对污染物的光降解，污染物在光催化反应器中进行脱硫脱硝反应，其脱硫脱硝效率达到98%以上，脱硝产物为亚硝酸盐，脱硫产物为硫酸，均可二次利用。新型光催化氧化的方式，采用移动床反应器，反应器中装备紫外灯提供光源，在紫外照射下产生大量的含氧自由基，含氧自由基和污染物结合分解，具有较好的脱硫脱硝效果及资源回收的价值。
结束语
工业烟气脱硫脱硝及一体化新技术的研究主要为单独脱硫、单独脱硝及脱硫脱硝一体化，其中工业烟气脱硫脱硝一体化技术是工业应用最广泛的一类，主要技术壁垒和困境体现在工业设备大型且复杂、运营成本高、产生其他副产污染物等，因此在提高工业烟气脱硫脱硝效率的同时，催化材料的高效化、工业设备的简易化自动化、反应工艺的简易化、运营成本的低廉化、脱硫脱硝过程的绿色化的研发和应用，是以后工业烟气脱硫脱硝技术的发展的前沿和方向。
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