低溫條件下煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究與應(yīng)用

本文分析了我國工業(yè)鍋爐、水泥玻璃窯爐、化工廠和酸洗設(shè)備面臨的煙氣脫硫脫硝難題，針對(duì)低溫SCR催化劑開發(fā)情況和應(yīng)用實(shí)例，介紹了我國低溫SCR技術(shù)的發(fā)展；綜述了活性焦法低溫?zé)煔?span id="fnuoyvc" class='hrefStyle'>脫硫脫硝工藝和濕法有機(jī)催化氧化煙氣脫硫脫硝技術(shù)的工藝原理、流程和技術(shù)特點(diǎn)，并通過工程案例進(jìn)行了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估。

1、前言

我國煙氣脫硝市場(chǎng)中，選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是電站鍋爐NO排放控制的主要技術(shù)。但是，除電站鍋爐外，國內(nèi)分布廣泛而數(shù)量眾多的工業(yè)鍋爐、水泥玻璃窯爐、冶金鋼鐵燒結(jié)爐、化工廠和酸洗設(shè)備等對(duì)NO排放總量的貢獻(xiàn)與電站鍋爐相當(dāng)。由于其煙氣溫度處于120cC～300。c范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于SCR催化劑活性溫度區(qū)間，而我國目前尚沒有成熟的低溫SCR治理技術(shù)，需要使用復(fù)雜的換熱器系統(tǒng)才能應(yīng)用SCR技術(shù)，增加了能耗和設(shè)備投資，因此這些行業(yè)面臨著艱巨的N0減排困難。

由于工業(yè)鍋爐、水泥玻璃窯爐、冶金鋼鐵燒結(jié)爐、化工廠和酸洗設(shè)備排放的s0，廣泛采用的是在脫硝裝置后增加濕法脫硫系統(tǒng)，即濕式石灰石一石膏脫硫工藝，因此聯(lián)合脫硫脫硝工藝不僅占地面積大，且投資和運(yùn)行費(fèi)用也較高，同時(shí)濕法脫硫會(huì)產(chǎn)生大量工藝廢水，每年產(chǎn)生的大量副產(chǎn)品石膏也只能堆置處理，既浪費(fèi)資源、占用場(chǎng)地，又會(huì)產(chǎn)生二次污染。

針對(duì)我國煙氣脫硫脫硝行業(yè)面臨的難題，開發(fā)低溫條件下可資源化的煙氣脫硫脫硝技術(shù)是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

2、低溫條件下煙氣脫硫脫硝新技術(shù)

以工業(yè)鍋爐、玻璃爐窯、水泥爐窯和冶金燒結(jié)爐等為主的中小型燃煤鍋爐排放的煙氣溫度遠(yuǎn)低于催化劑工藝成熟的v＾05－WO3－MoO／＇rio。催化劑活性溫度，導(dǎo)致工業(yè)鍋爐、玻璃爐窯、水泥爐窯和冶金燒結(jié)爐等為主的中小型燃煤鍋爐NO排放控制面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

2．1低溫SCR技術(shù)

在國內(nèi)外很多研究單位開展了對(duì)低溫SCR催化劑的研究，主要研究?jī)?nèi)容包括了低溫催化劑和催化劑載體，應(yīng)在以下一些方面作進(jìn)一步的研究。

（1）針對(duì)不同的載體，如炭材料、金屬氧化物催化NA］?OTiO，和金屬離子交換分子篩催化～］ZSM一5等，開發(fā)高效的低溫scR催化劑；

（2）SCR催化劑原材料表面改性技術(shù)和配方。即調(diào)整催化劑表面酸堿性，以獲得更多的酸性活性基團(tuán)，增強(qiáng)對(duì)還原劑NH的吸附，或在高效的載體上配合不同的活性物質(zhì)，如V、W、Mn、Cu、Ni～lPt等金屬氧化物，使催化劑具有高的抗s0，和水蒸氣活性。表1列舉了使用不同載體以及表面陽離子修飾技術(shù)制備的不同催化劑在較低溫度下（150cC～250cC）的脫硝活性。

低溫SCR催化脫硝技術(shù)的應(yīng)用是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，面臨著眾多應(yīng)用領(lǐng)域。表2列舉了我國低溫SCR技術(shù)在酸洗行業(yè)、玻璃窯爐和鋼鐵鍋爐煙氣治理中的應(yīng)用。

用NH選擇性還原N0的低溫SCR工藝的研究已經(jīng)取得了很大的成績(jī)，但是與中高溫SCR或其他煙氣脫硝工藝相比，低溫SCR脫硝工藝存在以下問題：

（1）低溫催化劑的研究和開發(fā)仍然需要進(jìn)一步深入，包括催化劑本身活性和有效溫度范圍的研究；

（2）由于溫度降低后，氨和三氧化硫形成的硫氨化合物更加容易黏附在催化劑表面，要求低溫催化劑對(duì)煙氣中的二氧化硫具有更低的氧化率；

（3）低溫下煙氣中的水蒸氣對(duì)催化劑的影響研究有待進(jìn)一步深入；

（4）基于炭材料載體的大型化生產(chǎn)問題。

今后的研究方向就是要進(jìn)一步改進(jìn)低溫催化劑性能方面存在的不足，不斷改進(jìn)SCR工藝的設(shè)備設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用相結(jié)合，尋求提高效率、降低造價(jià)和運(yùn)行成本的途徑。這將使SCR工藝不僅具有良好的環(huán)境效益，同時(shí)也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和更廣闊的應(yīng)用前景。