湿法烟气同时脱硫脱氮技术综述

收稿日期:2008-10-06湿法烟气同时脱硫脱氮技术综述王谦,张勇,李大宁(汶上县环境监测站,山东汶上272500)摘要:系统地介绍了湿法烟气同时脱硫脱氮的各种方法,分析了其技术特点和发展前景,并针对我国国情对我国烟气净化技术的发展方向提出了建议。关键词:湿法;烟气脱硫;脱氮;综述中图分类号:X701文献标识码:A文章编号:1673-9655(2009)02-0055-03烟气同时脱硫脱氮技术是20世纪80年代为降低现有的单独使用脱硫脱氮技术过高的烟气净化费用,适应现有电厂的需要,在烟气脱硫和烟气脱氮技术的基础上发展起来的新型技术。同时脱硫脱氮处理也是我国烟气治理的发展方向。国内外对同时烟气脱硫脱氮技术的研究十分活跃,主要有湿法烟气同时脱硫脱氮、半干法烟气同时脱硫脱氮和干法烟气同时脱硫脱氮。其中湿法烟气同时脱硫脱氮由于工艺、设备都较为简单,运行费用相对较低,而且二次污染较低,是有前途、有研究价值的同时脱硫脱氮技术。根据对NO的处理方式不同,可将湿法同时脱硫脱氮技术分为氧化吸收法和络合吸收法两大类。1氧化吸收法由于SO2在水中的溶解度大,易被吸收液吸收。氧化吸收法主要是针对燃煤烟气NOx(主要为NO)难以被吸收的特点进行研究的。将烟气先通过强氧化性环境,使NO氧化成NO2,再用碱液吸收。考虑用氯酸、KMnO4、NaClO2、乳化黄磷、O3等作氧化剂将烟气中的NO部分氧化成NO2,然后再用不同的吸收剂吸收,这些氧化剂在氧化NO的同时也氧化SO2,达到同时脱硫脱氮的目的。111氯酸氧化法氯酸氧化NOx的反应机理:NO+2HClO3→NO2+2ClO2+H2O5NO+2ClO2+H2O→2HCl+5NO25NO2+ClO2+3H2O→HCl+5HNO3氯酸氧化SO2的反应机理:SO2+2HClO3→SO3+2ClO2+H2O2ClO2+4SO2→4SO3+Cl2Cl2+H2O→HCl+HOClSO2+HOCl→SO3+HClSO3+H2O→H2SO4氯酸氧化法脱硫脱氮可以在NOx输入浓度较大的范围内对NOx、SO2及有毒金属(As、Be、Cd、Cr、Pb、Hg和Se)有较高的脱除效率,SO2、NOx的脱除率可达95%以上,操作温度低,可在常温下进行;但氯酸湿法脱硫脱氮会产生酸性废液,虽经浓缩可作为酸原料使用,但存在运输和储存等问题;同时,氯酸对设备的腐蚀性较强,设备需加防腐内衬,增加了投资;氯酸氧化吸收液制备的方法采用电解工艺,技术水平较高,对材料、工艺要求严格,且存在运输较困难的问题。112KMnO4氧化法在强碱溶液中,NO与KMnO4的反应可认为是NO转化为NO-2,即:NO+MnO-4+2OH-=NO-2+MNO2-4+H2O而在弱碱性或中性溶液中,可认为是NO转化为NO-3,即:NO-2+2MnO-4+2OH-=NO-3+2MnO2-4+H2O3NO-2+2MnO-4+H2O=NO-3+2MnO2+2OH-NO+MnO-4=NO-3+MnO2Chu等[1]在一个搅拌反应器中研究了KMnO4和NaOH溶液同时吸收SO2和NO。在操作温度为50℃时,测定了系统的气液传质系数。实验表明,当NaOH的浓度>011mol/L或KMnO4的浓度>0105mol/L时,SO2的吸收接近完全的气膜控制,增大气流速度有利于SO2吸收。系统中氧气的存在对SO2吸收速率的影响不大,增大SO2的浓度将降低NO吸收速率,但增大NO的浓度对SO2的吸收速率没有明显的影响。该方法的工业推广应用存在—55—环境科学导刊2009,28(2):55-57CN53-1205/XISSN1673-9655KMnO4制备工艺复杂、价格高等问题。113NaClO2作为氧化剂使用NaClO2的脱氮除硫方程如下:13NO+6HClO3+5H2O=6HCl+3NO2+10HNO36SO2+2HClO3+6H2O=6H2SO4+2HCl该法操作弹性大,过程受进口污染气体浓度影响小;操作温度低,可在常温下进行;NOx和SO2的去除率可达到95%[2]以上,同时,还可去除As、Be、Cd、Cr、Pb、Hg、Se等有毒金属。但由于HClO3溶液制备的方法主要采用电解工艺,技术水平较高,对材料、工艺要求较严格,而且运输较困难。同时,反应的主要产物HCl、HNO3和H2SO4虽然可经过适当的浓缩等处理后作为酸原料使用,但存在运输及贮存等问题。另外,HClO3对设备的腐蚀性较强,对设备要求高。114乳化黄磷法用含碱的黄磷乳浊液同时去除SO2和NO是美国劳伦斯伯克利国家实验室1990年提出的,命名为PhoSNOX法[3,4]。黄磷首先与O2反应生成O3,O3选择性地氧化了烟气中的NO为NO2,SO2和NO2被液态的碱性吸收浆液吸收生成硫酸铵和石膏,而黄磷则被氧化生成具有很高回收价值的磷酸。