２５ 暴工案捉术 工业技术 烟气脱硫脱硝技术的回顾与综合利用 杜海洋 （山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西临汾０４１０００） 摘要：我国是一个燃煤使用大国，由于环境保护的需要，必须切实提高我国燃煤电厂的烟气脱硫脱硝技术。当前的常规脱硫脱硝技术在环境 效益和经济效益方面存在矛盾，发展燃煤电厂脱硫脱硝技术迫在眉睫。本文介绍的三种洗脱硫脱硝技术的共同点就在于不会造成二次污染，在 原料消耗不多的情况下还可以生产出有价值的副产品，能够使电厂的综合经济效益得以显著提高 本文对我国的烟气脱硫脱硝技术进行了回顾， 并对脱硫脱硝工艺技术的发展趋势进行了探究，希望能够不断改善我国的烟气脱硫脱硝技术。 关键词：烟气脱硫脱硝：综合利用；工艺流程 我国的燃煤电厂数量非常庞大，每年由于煤炭燃烧排放的ＳＯ 和 ＮＯ 会对大气造成严重的污染。据统计我国百分之五十左右的ＳＯ 排 放量都与燃煤电厂有关，因此造成了巨大的环境污染和经济损失。本 文对烟气脱硫脱硝技术进行了回顾性分析，希望能够不断改善我国的 烟气脱硫脱硝技术。 １ Ｗ—Ｌ再生脱硫技术 １．１工艺要点 作为一种再生脱硫技术，ｗ—Ｌ主要是用亚硫酸钠溶液吸收并回 收烟气中的ＳＯ ，并对其加以利用。因此该方法也被称为亚钠循环法。 硫酸制造厂一般会采取该方法在尾气中回收硫，１９７３年美国开始投运 第一套用于烟气脱硫的装置，当前全球范围内运行的大约有４Ｏ套。 １．２技术参数和回收过程 ｗ—Ｌ再生脱硫技术工艺共有ＳＯ 富气再处理、热解再生和ＳＯ 吸收等几个单元。电厂的经济状况和技术状况决定了ＳＯ 富气再处理 的方式。在热解再生操作单元不仅要对富集的ＳＯ：进行吸收，还要再 生Ｎａ２ＳＯ，吸收剂 。在逆流塔中进行ＳＯ：的吸收操作，烟气与高浓 度的Ｎａ２ＳＯ，溶液充分接触之后，烟气中的ＳＯ 被吸收剂吸收，从而 形成ＮａＨＳＯ 。这也是ｗ—Ｌ再生脱硫工艺的关键。一般来说液相中 Ｎａ ＳＯ，的浓度与吸收率成正比，交换度会随着气液接触的时间的增长 而增长。烟气茸、烟气流速和洗涤塔接触区的高度会对气液接触时间 造成影响，液滴粒径和洗涤量决定了交换面积。因此电厂要根据烟温、 入口烟气ＳＯ：浓度、目标脱硫率等情况来对技术参数进行确定，主要 技术指标为：排放烟气中ＳＯ 浓度为２００至４００毫克每标准立方米； 烟气阻力损失为４０００至７０００帕，系统可用率高于９５％；脱硫效率高 于９５％，煤中含硫量不小于１％。 ２活性炭脱硫脱硝工艺 ２．１工艺要点 二十世纪六七十年代日本开始活性炭脱硫试验研究，１９７８年正式 开始利用活性炭同时脱硫脱硝的研究。作为一种再生法工艺，活性炭 脱硫脱硝迄今已经比较成熟，应用范围也比较广泛。其工艺流程主要 包括以下几个方面：ＳＯ，富气再处理、活性炭热解再生、催化还原脱硝、 吸附催化氧化脱硫。 ２．２技术参数和回收过程 烟气在活性炭脱硫脱硝工艺中首先要经过高温除尘，进而可以进 入到第一级脱硫塔，在第一级脱硫塔中活性炭吸附烟气中的ＳＯ：，经 过催化氧化后即便为吸附态硫酸，吸附态硫酸与活性炭一起进入分离 塔，烟气在脱去ｓｏ。之后则进入第二级脱硝塔。在第二级脱硝塔中 ＮＨ，和ＮＯ 在活性炭的催化作用下发生反应，从而形成Ｎ ，净化的 烟气和Ｎ 一起进入烟囱并被排放出去。吸附了Ｈ。ＳＯ 的活性炭进入 分离塔，通过３５０℃的热解再生将高浓度的ＳＯ 释放出来，除此之外 吸附了Ｈ ＳＯ 的活性炭也可能，经过氧化成为Ｈ ＳＯ ，或者被还原为 硫磺，Ｈ：ＳＯ 是一种有价值的脱硫脱硝工艺的副产品 。活性炭脱硫 脱硝工艺的效率会受到液ＮＨ 浓度、烟气流量、入口烟温、滞留时间 和活性炭颗粒比表面积的影响。活性炭在脱硫塔中滞留的时间越长、 比表面积越大，则具有越好的脱硫脱硝效率。通过减少烟气流量、提 高烟气温度也可以有效的提高脱硫脱硝的效率，除此之外增大液ＮＨ， 浓度也是一个有效的脱硫脱硝效率的方法，值得注意的是如果活性炭 过热会出现窒息的情况。要提高脱硫脱硝的效率和经济效益以上因素 的合理控制来实现。 活性炭脱硫脱硝工艺的主要技术指标为：硫磺纯度大于９９．９％；硫 磺回收率大于９０％；烟气系统阻力降低至６００Ｏ至８ＯＯ０帕；吸附塔空气 速度为０．３至０．４米每秒；排烟Ｎ 含茸大于３５毫克每标准立方米；除 尘效率为６７％至８８％；，脱硝效率不小于７３％；脱硫效率不小于９５％。 ３选择性催化脱硫脱硝工艺 ３ １工艺要点 在选择性催化脱硫脱硝工艺中，其主要的工艺要点是将烟气中的 ＮＯ 经过选择性催化剂催化还原成为Ｎ ，该工艺还可以对ＳＯ 进行 催化，将其转化成为ＳＯ ，再通过转化得到高浓度的Ｈ ＳＯ 。选择性 催化脱硫脱硝工艺比较成功的工艺就是ＳＮＯＸ系统。 ３．２技术参数和回收过程 本文主要介绍的是选择性催化脱硫脱硝工艺中的ＳＮＯＸ系统。在 该系统中先对烟气进行除尘，再对烟气进行加热，直到烟气的温度达 到脱硝温度，再用选择性催化还原技术对烟气进行处理，使用ＮＨ，选 择性催化剂将烟气中的ＮＯ 还原为Ｎ 。在对烟气进行进一步的加热， 使其达到脱硫温度，再将烟气送入到ＳＯ 转化器，经过催化氧化将烟 气中的ＳＯ 转化为ＳＯ 。进而将转化而来的ＳＯ，送进回转式换热器， 在回转式换热器中对ＳＯ 进行冷却，再将其送进玻璃管冷凝器，在玻 璃管冷凝器中形成高纯度的Ｈ２ｓｏ ，其纯度可达到９５％以上，烟气经 过净化之后通过烟囱排放出去。ＳＮＯＸ工艺主要是通过以下两个化学 反应来实现的：ＳＯ 与Ｏ２发生反应生成。和ＳＯ ，Ｏ 、ＮＨ 和ＮＯ 发生反应生成０、Ｎ Ｏ和Ｎ 。这两个化学反应都属于气固催化反应。 因此而对ＳＮＯＸ系统的脱硫脱硝效率产生重要影响的因素有空气的补 给量、ＮＨ 的补给量、烟气流速、烟气的反应器中滞留时间、烟气温度、 催化剂的比表面积和催化剂的活性等等。 有很多种催化剂都可以完成上述两个脱硫脱硝反应，例如使用 ＭｎＯ／ＭｎＳＯ 、ＦｅＯ／ＦｅＳＯ 、ＷＯ３和Ｍ。ｏ，来进行脱硝，使用Ｖ：ｏ 来进行脱硫。催化剂的比表面积越大、颗粒越小则具有越高的催化 活性。每一种催化剂的最佳反应温度都不同，例如使用ＦｅＯ／ＦｅＳＯ 来进行脱硝反应时，其最佳烟温就是３００至４００℃，使用Ｖ２０５来 进行脱硫时，其最佳烟温就是４００至６００℃。烟气在反应器中滞留 的时间越长、烟气的流速越低，则脱硫脱硝反应的效果越好。但是 烟气流速太低又会造成过大的传质阻力，导致催化剂的利用率降 低。根据烟气中的ＮＯ 和ＳＯ：的浓度来确定空气和ＮＨ 的补给量。 当ＮＨ ／ＮＯ 大于Ｉ．０时，使用选择性催化脱硫脱硝工艺可以达到 ９０％以上的脱硝率 Ｊ。 该工艺的主要技术指标为：副产品Ｈ ＳＯ 浓度为９５％，系统 可用率大于９０％；煤含硫量大于１％；脱硝率大于９０％；脱硫率 大于９５％。 （下转第２８页） 工业技术 柬工案捉术 ２８ 将前面设计出的几种电路原理图有效的 连接在一起，便构成本设计最终的异步电动 机保护装置。 ４结论 本论文通过三片ＮＥ５５５集成芯片为核心 的电子元件，实现了对异步电动机的综合保护 装置的设计。设计中运用了可变电阻器的可调 节性，能够灵活的对不同额定电压的电动机进 行保护。能够检测出异步电动机出现的各种预 定故障，并实现自动保护。对不同故障拉响不 同音频的警报和显示不同颜色的警示灯，当异 步电动机的负荷电缆相、地间漏电时，使电动 机处于“闭锁 ，不能启动等功能。在本论文 图５电机断相保护原理图 的理论指导下，亲自动手完成了整个装置的实 物设计，通过测试该实物能够实现各种功能， 加强了本论文设计的说服力。 在设计过程中遇到了一些问题，如过载保护中延时时间的计算， 电阻电容值大小的选取等难点，但在反复调试和查阅资料过程中解决 了这些有问题。本设计虽然经济成本低，实用性强，能够对异步电动 机起到很好的保护作用，但随着智能技术在各个领域中成熟的发展， 本设计不能准确显示具体某部位出现的故障是一尚存在的问题。具体 来说，不够智能化是该保护装置的弱点。 参考文献： 【１］许晓峰．电机与拖动［Ｍ］．高等教育出版社，２００９． ［２］陈永甫．多功能集成电路５５ ５经典应用实例【Ｍ］．电子工业出版社， ２Ｏ１１． ［３】陈大钦，罗杰．电子技术基础实验［Ｍ】．高等教育出版社，２０１１． ［４］王伟超．谈三相异步电动机的保护［Ｊ】．科技信息（科学教研）， ２００７（２２）． ［５］田光民．简析异步电动机的保护与控制［Ｊ］．科技信息（科学教研） 图６电机温度保护电路原理图 ．２００７（２２）． ［６］马占欣．交流异步电动机的保护［Ｊ］．科技信息（科学教研）， 运行状态ＬＥＤ８正常发绿光。随着电机温度升高，传感器１因受热 ２００７（２８）．７］孙志泉．异步电动机的电气装置保护［Ｊ】．科技促进发展（应用 膨胀，触点接触，２脚输入为高电平（即电压大于１／３Ｖｃｃ），但因 ［版），２０１０（０２）． 传感器２的温度未达到膨胀接触的状态，输入端６脚仍为低电平， ＮＥ５５５芯片输出状态不变，发光二极管ＬＥＤ８正常发光。当温度继 ［８］裴喜平．智能电动机保护器中电流检测环节的设计与实现【Ｊ］．仪 续升高，达到传感器２膨胀接触状态，６脚输入为高电平（即电压 表技术与传感器，２０１２（０２）．Ｊ］．广西轻工业，２０１１（１２）． 大于１／３Ｖｃｃ）时，５５５芯片输出端为低电平，电机停止运转，同时 ９顾晓文．电动机智能保护系统【１０］吴增桂．浅析电动机保护器系统抗干扰设计…．科技创新导 发光二极管ＬＥＤ７有正向电流流过并且发红光，而二极管ＬＥＤ８反 【向截止不发光。 报，２０１ ０（１７）． （上接第２５页） 参考文献： ４结语 【１］胡勇，李秀峰．火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术研究进展 和建议［Ｊ】．江西化工，２０１１（０２）． ２］田有粮．烟气脱硫脱硝一体化技术的现状与展望［Ｊ］．中国新技 我国是一个燃煤使用大国，由于环境保护的需要，必须切实提高我 ［术新产品，２０１２（２４）． 国燃煤电厂的烟气脱硫脱硝技术。当前的常规脱硫脱硝技术在环境效 益和经济效益方面存在矛盾，造成巨大的环境污染和经济损失，因此， ［３］郭永强，于晓晶．烟气脱硫脱硝技术浅析【Ｊ】．能源与环 境，２Ｏ１ ３（０５）． 发展燃煤电厂脱硫脱硝技术迫在眉睫。传统的湿法脱硫脱硝技术和干 法脱硫脱硝技术不能解决燃煤电厂烟气中ＮＯ 和ＳＯ 的排放量过大 ［４］马双忱，苏敏，孙云雪．０３氧化模拟烟气脱硫脱硝的实验研究［Ｊ】． 中国电机工程学报，２ ０１０（ｓ１）． 的情况。本文论述的法脱硫脱硝技术和干法脱硫脱硝技术两种传统的 ［５］刘涛，曾令可，税安泽等．烟气脱硫脱硝一体化技术的研究现状 脱硫脱硝工艺需要较高的运行费用，推广起来有一定的困难。因此这 ［Ｊ］．工业炉，２００７（０４）：１２－１５． 就需要改变工艺思路，对ＮＯ 和ＳＯ：进行综合利用。本文介绍的三 【６】赵卫星，肖艳云，林亲铁等．烟气脱硝技术研究进展［Ｊ］．广东化 种洗脱硫脱硝技术的共同点就在于不会造成二次污染，在原料消耗不 工，２００７（０５）． 多的情况下还可以生产出有价值的副产品，能够使电厂的综合经济效 【７】李云鹏，王彬，方月兰等．活性焦联合脱硫脱硝技术及应用前景 益得以显著提高。 【Ｊ］．化学工业与工程技术，２００８（０６）：３８—４０．
