脱硝新技术—湿法脱硫同时脱硝技术

十一五期间，国家大力推进脱硫进程，取得了显著成效。脱硝已被列入十二五规划，国内将掀起一片脱硝热潮。然而传统的SCR等脱硝方法投资较大，广泛推行难度较大，新的脱硝技术便应运而生——烟气湿法脱硝技术。目前国内只有洛阳万山高新技术公司等少数一些公司便拥有这些技术。相信在不久的将来，该技术便会在中国大陆遍地开花。

何为脱硝?所谓脱硝，指的是除去烟气中的NOX，NOX主要是NO和NO2组成，而NO含量占90%以上。要除去烟气中的NO和NO2，就必须研究NO和NO2的性质。

NO是一种惰性氧化物，它虽然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在0℃时，一体积水可溶解0.07体积的NO。NO最特殊的化学性质是加合作用，在常温下能与空气中的氧化合，生成红棕色的NO2。NO是不稳定的，和O2相遇，能使O2分裂成氧原子，并和其中的一个氧原子结合成NO2。

NO2是红棕色有特殊臭味的气体，在-10℃左右聚合成N2O4，在120℃时N2O4全部分解成NO2，温度再高NO2开始分解成NO和O2。NO2是一种强氧化剂，它能把SO2氧化成SO3。NO2溶于水生成硝酸和亚硝酸。NO2的毒性是NO的5倍。

NO和NO2是怎样产生的呢?一般情况下N2和O2和不发生化合反应。氮氧化合物是在空气中放电时或在高温燃烧过程中产生的，首先生成NO，然后由NO氧化成NO2。在高温燃烧过程中空气中的氮和燃料中的氮化物等不可能燃烧的物质与氧起化学反应，首先形成NO，随后它的一部分在烟道内与氧化合形成NO2，大部分的NO从烟囱中排入大气，并与大气中的氧结合成NO2。而未被氧化成NO2的NO就在大气中与NO2共存下来。

在燃烧过程中燃烧气体温度越高，过剩空气越多，形成NO量就越多。即在燃烧效率越高的情况下，NO越容易生成。这种燃烧方式生成的NO2中NO占90%以上，NO2较少。按照常用的燃烧方式，煤的燃烧物中NO2的含量为500-1500ppm。二、湿法脱硝添加剂目前，国内外已开发出很多种NOX的脱除工艺，在各种NOX脱除工艺中，燃煤锅炉采用脱硫添加剂与石灰石-石膏湿法脱硫同时脱硝相结合的方法，具有不改变锅炉原有结构、无需巨额的前期改造资金、不改变现行的锅炉操作方式、无需占用大量的场地，占地面积小、脱NOX成本低、设施简单等优点，尤其适合老旧电厂进行脱NOX技术改造。实验数据表明，脱NOX效率≥90%。该技术可达到较高的脱NOX效率而不需要昂贵的催化剂，比采用选择性催化还原法(SCR)和非催化性还原法(SNCR)技术的投资节省50%-80%，运行和维护费用节省60%-80%，脱NOX工艺简单，性能优越，省去了还原剂氨尿素及铵盐的添加，解决了催化剂堵塞和老化失效更换的问题，节约了大量的资源。采用湿法脱硝添加剂与石灰石-石膏湿法脱硫同时脱硝相结合的脱NOX方法，是一种无需大的设备投入，不用催化剂和免除还原剂氨泄漏，设备投资少，可用于现有石灰石-石膏湿法脱硫技术进行改造。将石灰石-石膏湿法脱硫改造为脱硫同时脱硝相结合的方法进行脱硝。

三、湿法脱硝原理

脱硝方法分为干法和湿法两种。干法脱硝效率在80%左右，且成本较高。这里采用湿法脱硝。

NO2溶于水生成硝酸和NO：

3NO2+H2O=2HNO3+NO

当氧气足够时：

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

NO虽然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在0°C时，一体积水可溶解0.07体积的NO。NO难溶于水成为脱硝的难点。但在“湿法脱硝技术”中有足够的水使NO溶于水中，有关研究表明当水溶液中硝酸含量>12%时，NO的溶解度比在纯水中大100倍，即一体积水能溶解7体积的NO。设烟气开始溶于水中时水是纯净，首先是NO2溶于水中生成HNO3，如果NO2在水中不被还原，按照“湿法脱硝技术”中烟水的比例计算，2小时44分钟后，水溶液中硝酸的含量将为12%左右。因此可以说NO溶于水中是不成问题的。

NO和NO2既然都已溶于水中，采用湿法脱硝添加剂将它们还原成N2气。湿法脱硝添加剂就已经在水溶液中悄悄地进行着。因为NO2在烟气中的数量都很小，湿法脱硝添加剂的数量是足够的。如果NO2的数量不能全部被还原，剩余的部分将被留在溶液中。

四、技术特点

(1)脱硝添加剂可以在石灰石湿法脱硫的脱硫塔中进行。

(2)脱硝效率80%—90%，可在不使用SCR脱硝技术的情况下，实施NO2达标排放。

(3)造价和运行费用极低，运行管理工程量极少。

(4)工艺简单，可实现全程自动化控制。

(5)测控参数少(PH值、温度、液位)，测控技术成熟。

(6)各流程均有成熟技术可借鉴。

(7)适合各种规模的电站及工业锅炉。

(8)对各种含硫煤(油)具有较好的适应性。

(9)对燃烧装置无不良影响，生产工艺、原料来源及产物应用对周边企业无依赖性。

(10)有利于烟气NOx的吸收和脱除。

(11)不造成(水体、噪声、粉尘等)二次污染。

(12)脱硫脱硝在同一个装置内完成。一次性投资，脱硝率90%以上，可实现NO2达标排放。

(13)运行费用低。比传统脱硝方法降低运行费用50%—80%。

五、烟气脱硝技术对比

与传统的SCR脱硝方法脱硝相比，即解决了用SCR脱硝法占面积大、投资大、运行费用高、蜂窝状催化剂容易结垢、堵塞、中毒等问题，又可解决脱硫烟气中的NO2的问题，脱硫脱销在同一个装置内进行，脱硫脱销一举两得，脱硝效率99%以上，不需大的投资建设脱硝设备，成本低、大幅度降低运行费用，提高经济效益。

六、社会经济意义湿法脱硝技术是最具商业优势的脱硝技术，“湿法脱硝技术”使(湿法)烟气脱硝设备及装置的小型化、普及化成为可能，使治理NO2污染在一些经济条件较差的国家和地区的普及应用成为可能。它的经济、高效、节能、环保、集控的特点和优点有利于为众多企业所接受，为经济的可持续发展和环境科技的进步做出应有的贡献。七、市场前景(1)采用湿法脱硝添加剂与石灰石-石膏湿法脱硫同时脱硝相结合的方法，对NOX的控制效果显著，600MW燃煤锅炉NOX排放水平远低于《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-1996)的规定值。

(2)采用湿法脱硝添加剂与石灰石-石膏湿法脱硫同时脱硝相结合的方法，技术成熟，易于操作，且可确保锅炉安全、经济、稳定地运行，锅炉效率等于或优于未采用湿法脱硝添加剂与石灰石-石膏湿法脱硫同时脱硝相结合法的600MW超临界直流锅炉，且不增加机组运行费用，也不产生其他次生污染物。

(3)采用湿法脱硝添加剂与石灰石-石膏湿法脱硫同时脱硝相结合的方法可作为我国燃煤电厂，特别是大中型燃煤电厂控制NOX污染的手段之一。