锅炉烟气脱硫脱硝综合治理技术探讨

锅炉烟气脱硫脱硝综合治理技术探讨

宗璐    李威

  （阳春新钢铁有限责任公司   529612）

摘要：锅炉烟气中的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NOx）是大气污染的主要来源之一，随着环保标准日益严格，电厂锅炉烟气的脱硫脱硝技术成为研究重点。本文主要分析了锅炉烟气脱硫脱硝综合治理技术，以期提高锅炉废气处理效率，推动电厂绿色低碳发展。

关键词：锅炉烟气；脱硫脱硝；综合治理技术

随着工业化不断发展，电厂锅炉排放的烟气成为大气污染的主要来源之一，对环境和人体健康的危害尤为显著。为了应对这一挑战，采取科学有效的综合治理技术尤为重要，以推动更清洁、可持续的工业生产。

一、SCR 技术和低氮燃烧技术

在锅炉烟气脱硫脱硝治理过程中，选择性催化还原技术（SCR）和低氮燃烧技术是两项关键手段。SCR技术以其高效的脱硝能力著称，常用于处理锅炉废气中的氮氧化物（NOx）[1]。在实际应用中，锅炉烟气温度需维持在300°C到400°C之间，通过添加催化剂和液氨还原剂，烟气中的NOx与液氨发生充分的化学反应，转化为水和氮气。在此过程中，不仅能有效减少NOx排放，还可以实现对大气污染物的控制。SCR技术的脱硝效率高达90%以上，是目前在电厂脱硝系统中广泛应用的技术手段之一。低氮燃烧技术是通过对燃烧器的优化设计，在燃烧过程中控制空气中的氮氧化物生成，通过分级燃烧方式，减少燃烧过程中NOx形成，尤其是控制燃烧温度、调节燃烧器结构来降低NOx的排放浓度。其核心原理是调整空气与燃料的混合比例，在燃烧初始阶段减少氧气供应，降低NOx生成量，不仅提高燃料燃烧效率，还能减少对大气环境的污染，成为当前燃煤电厂锅炉改造的重要技术手段之一。

在具体的治理方案中，SCR技术与低氮燃烧技术结合发挥了互补作用。首先，通过低氮燃烧技术减少燃烧过程中产生的NOx，降低初始排放量[2]。接着，SCR技术进一步对残余的NOx进行深度治理，使NOx的浓度达到排放标准，从而实现对NOx排放的全面控制。以某电厂为例，经过测试，锅炉排放的NOx浓度在300mg/m³到450mg/m³之间，采用SCR与低氮燃烧技术相结合的方案后，NOx排放浓度降低至95mg/m³，远低于标准规定的550mg/m³。由此表明该技术组合不仅能满足严格的环保要求，还能在保持较高脱硝效率的同时降低脱硝系统运行成本。

二、湿法烟气脱硫脱硝技术

湿法烟气脱硫脱硝技术是通过使用碱性物质的溶液，与烟气中的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NOx）进行化学反应，从而实现对硫和氮氧化物的有效去除。在该过程中，废电石渣或碱性硫酸镁等碱性溶液作为反应介质，通过与烟气中的硫化物反应，生成无害的副产物，最终将废气中的有害成分转化为可以处理的物质，实现脱硫脱硝目的[3]。湿法技术的核心在于使用吸附剂作为关键媒介，吸附烟气中的二氧化硫和氮氧化物，具有较高的脱硫脱硝效率，通常可以达到90%以上。在锅炉不同运行阶段，吸附剂通过与含硫气体的反应，有效去除烟气中的有害成分，进而减少对环境的污染。在实际应用中，湿法脱硫脱硝技术需要与废水处理技术相结合，因为该技术在反应过程中会产生一定量的废水。通过与废水零排放技术结合，确保废水不会对环境造成二次污染。废水经过处理后可以循环利用，不仅能有效降低水资源消耗，还可以达到节能降耗的目的。

目前，湿法烟气脱硫脱硝技术有两种常见的工艺路径：一是以吸收剂为辅助的工艺，该吸收剂能通过化学反应吸收烟气中的硫和氮氧化物，达到去除污染物的效果。二是使用石灰石作为辅助材料，通过其与废气中的硫、氮进行反应，去除有害物质，不仅能实现高效的污染物去除，同时在反应后产生的副产品还可以进一步回收利用，提高资源再利用率，降低整体运行成本。

三、半干法烟气脱硫脱硝技术

半干法烟气脱硫脱硝技术结合了湿法和干法的优势，通过湿热蒸发和除尘器的共同作用，对锅炉产生的废气进行脱硫脱硝处理[4]。在具体的工艺过程中，半干法技术可以分为两种典型的应用方式：首先是炉内喷钙湿活化技术，通过在锅炉内引入钙基吸收剂，利用火花反应器和水射流加湿器等辅助设备，在废气中进行高效的化学反应。吸收剂在湿热条件下与废气中的二氧化硫和氮氧化物反应，从而去除有害气体；另一种是旋转喷雾干燥技术，依靠旋转喷雾装置加速吸收剂与烟气的接触和反应速率，通过将吸收剂喷洒到废气中，使其与烟气中的硫化物和氮氧化物发生快速反应，最终实现脱硫脱硝的目的。旋转喷雾干燥技术的反应效率较高，能进一步提升脱硫脱硝整体效果，并保证锅炉系统稳定运行。

在半干法工艺中，活性炭常作为重要的吸附剂材料，具有良好的吸附性能和化学稳定性。活性炭结构中存在大量不规则的孔隙，使其能够吸附烟气中的硫化物和氮氧化物，并与水蒸气等成分进行化学反应，去除废气中的有害物质。在低温烟气环境下，活性炭的物理和化学吸附能力得以充分发挥，尤其在水蒸气含量较高时，活性炭的化学吸附能力会进一步增强，不仅可以有效降低烟气中的硫含量，还能通过物理吸附扩大活性炭的吸附面积，从而提高脱硫脱硝效率。与传统的干法或湿法技术相比，半干法技术还具有较低的水耗、较少的废水排放量，在保证脱硫脱硝效果的同时减少了对环境的二次污染，且成本较为适中，设备运行可靠性高，适合大规模的锅炉系统应用。

四、干法脱硫脱硝技术

干法脱硫脱硝技术是一种在干燥环境中运行的废气处理工艺，广泛用于电厂锅炉烟气的脱硫脱硝治理。该技术通过使用粉末状或颗粒状的吸收剂，与废气中的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NOx）发生化学反应，生成干粉状的产物，从而有效去除烟气中的有害物质。由于整个反应过程不涉及水的使用，因此避免了湿法技术中常见的腐蚀问题，尤其是对锅炉设备的保护效果显著。在干法脱硫脱硝技术中，吸收剂选择至关重要[5]。通过选择合适的吸收剂，烟气中的硫和氮化合物能够快速反应，生成易于处理的固体产物，并通过干法工艺清除，以减少对环境的二次污染，尤其是在设备长期运行过程中，能有效避免由酸性物质引起的腐蚀和设备老化。干法脱硫脱硝技术可以通过多种工艺路线实现：其一是荷电干式喷射技术，通过将吸收剂荷电，使其与烟气中的硫和氮化物快速反应，反应生成的干粉状物质能高效捕捉和清除。该方法的优点在于化学反应时间短，处理效率高，并且能适应不同规模的锅炉系统需求，对锅炉设备的热负荷也较小，有助于延长设备使用寿命；另一种是等离子体技术，通过高能电子或电子束辐照，将烟气中的硫和氮氧化物分解，不仅可以高效去除污染物，还能将反应后的产物用于农业等领域，实现资源再利用，具备较高的经济价值，也可进一步提升环保效果。

结语

锅炉烟气脱硫脱硝技术应用是实现环保目标的重要手段，随着技术不断创新，现有的SCR技术、湿法、半干法和干法脱硫脱硝技术在效率和成本控制上均有了长足进展。未来将发挥更大作用以推动综合治理技术进步，为电厂实现绿色低碳生产提供有力支撑。

参考文献

[1]伊东东兴锅炉烟气脱硫脱硝改造项目启动[J]. 氯碱工业, 2023, 59 (07): 46-47.

[2]杨敏. 火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术的研究[J]. 清洗世界, 2023, 39 (03): 69-71.

[3]孙泽. 电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术探究[J]. 大陆桥视野, 2022, (08): 121-122.

[4]韩玉珍. 锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术研究[J]. 能源与节能, 2022, (05): 99-101+123.

[5]高亮. 电厂锅炉新型脱硫脱硝及烟气除尘技术[J]. 清洗世界, 2021, 37 (06): 6-7.