燃煤烟气脱硫脱硝技术运用及发展趋向研究_图文.docx

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燃煤烟气脱硫脱硝技术运用及发展趋向研究_图文

第一章燃煤烟气脱硫脱硝技术概述

1.1脱硫脱硝技术的背景和意义

随着工业化和城市化进程的加快，燃煤作为我国主要的能源之一，其带来的环境污染问题日益严重。燃煤烟气中含有大量的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx），这些污染物是造成酸雨、雾霾等环境问题的关键因素。据统计，我国每年燃煤排放的SO2和NOx分别超过2000万吨和1500万吨，对环境和人类健康造成了极大的危害。

为了应对这一环境挑战，脱硫脱硝技术应运而生。脱硫脱硝技术的主要目的是减少燃煤烟气中的SO2和NOx排放，从而降低酸雨和雾霾的发生概率。例如，我国某大型火力发电厂在安装了先进的脱硫脱硝设备后，SO2和NOx排放量分别降低了80%和60%，有效改善了周边地区的空气质量。

脱硫脱硝技术的应用不仅具有显著的环境效益，还具有重要的社会意义。首先，它可以提高能源利用效率，降低能源消耗。据统计，采用高效脱硫脱硝技术的燃煤电厂，其能源利用率可以提高5%以上。其次，脱硫脱硝技术的推广有助于促进节能减排，推动绿色低碳发展。以我国为例，截至2020年，全国燃煤电厂脱硫脱硝设施覆盖率达到98%以上，为我国实现碳达峰、碳中和目标奠定了坚实基础。此外，脱硫脱硝技术的应用还有助于改善生态环境，提升人民群众的生活质量。

1.2脱硫脱硝技术的分类

(1)脱硫脱硝技术按照处理工艺和原理的不同，主要分为湿法脱硫、干法脱硫、选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等几类。其中，湿法脱硫技术是最早发展起来的脱硫技术，其原理是通过吸收剂吸收烟气中的SO2，使其转化为硫酸盐，从而实现脱硫效果。以石灰石-石膏湿法脱硫为例，该技术在我国的火电厂应用广泛，据统计，我国现有火电厂中约70%采用了此技术，年脱硫能力超过1亿吨。

(2)干法脱硫技术则主要应用于燃煤量较大且对环境要求较高的地区，其特点是不需要使用水，减少了对水资源的需求和废水处理的问题。干法脱硫技术包括活性炭吸附法、循环流化床（CFB）脱硫法等。例如，循环流化床脱硫技术通过将烟气与石灰石混合物在炉内进行高温反应，实现SO2的脱除。据统计，我国采用循环流化床脱硫技术的火电厂已有数千家，年脱硫能力超过3000万吨。

(3)SCR和SNCR技术是针对NOx排放的控制技术。SCR技术是通过催化剂将烟气中的NOx还原为氮气和水，而SNCR技术则是在烟气中喷入还原剂，与NOx在高温下发生反应，将其转化为氮气和水。这两种技术在我国的应用也非常广泛，尤其是在大型火电厂和工业锅炉中。据统计，截至2020年，我国火电厂SCR脱硝装置的应用比例已达到50%以上，而SNCR技术则在中小型锅炉和工业炉窑中得到了广泛应用。通过这些技术的应用，我国NOx排放量逐年下降，为改善大气环境质量做出了积极贡献。

1.3脱硫脱硝技术的基本原理

(1)脱硫技术的基本原理是通过化学反应将烟气中的二氧化硫（SO2）转化为无害的硫酸盐。湿法脱硫技术中，最常用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺，其基本原理是利用石灰石（主要成分是碳酸钙）作为吸收剂，与烟气中的SO2发生反应，生成亚硫酸钙。随后，亚硫酸钙在烟气温度较高的区域进一步氧化为硫酸钙，即石膏，从而实现脱硫。例如，我国某火力发电厂采用此技术后，脱硫效率达到98%以上，每年可减少SO2排放量超过10万吨。

(2)脱硝技术的基本原理是通过化学反应将烟气中的氮氧化物（NOx）还原为氮气和水。选择性催化还原（SCR）技术是其中应用最广泛的一种，其基本原理是在催化剂的作用下，将烟气中的NOx与还原剂（如氨水或尿素）在350-420℃的温度范围内进行选择性催化还原反应，生成氮气和水。据统计，SCR技术在我国的火电厂应用比例逐年上升，到2020年，已有超过50%的火电厂采用了SCR脱硝技术，脱硝效率可达90%以上。例如，某大型火力发电厂通过安装SCR脱硝装置，NOx排放量降低了80%，有效改善了大气环境质量。

(3)在脱硫脱硝技术的实际应用中，还需考虑烟气成分、温度、湿度等因素对反应过程的影响。例如，湿法脱硫过程中，烟气的温度和湿度会影响吸收剂的溶解度和反应速率，从而影响脱硫效率。为了提高脱硫脱硝效率，研究人员不断优化催化剂的性能，开发新型脱硫脱硝材料。以SCR技术为例，通过优化催化剂的组成和结构，可以降低反应温度，提高脱硝效率。此外，随着环保要求的提高，脱硫脱硝技术也在不断向高效、低能耗、低排放的方向发展。例如，某新型脱硫脱硝催化剂在相同条件下，脱硫效率提高了10%，脱硝效率提高了5%。

第二章燃煤烟气脱硫技术

2.1湿式脱硫技术

(1)湿式脱硫技术，又称为湿法脱硫，是利用水作为吸收剂，通过物理或化学反应去除烟气中的二氧化硫（SO2）的技术。该技术具有操作