许小雷

（合肥中亚环保科技有限公司，安徽 合肥 230051）

1 脱硝关键

生产加工过程中排出烟气NOX主要成分是NO，占据了总成分的95%并且难于和水相融。高价态的NO2和N2O5都可以溶于水，具有良好的溶解能力能够减少污染物的排放。脱硝过程的效率关系着烟气脱硝的转化率。

国外学者在研究实验过程中将臭氧加入到NO 中发生氧化作用，在确保NO 的摩尔比在0.9 以上时使用NaOh 溶液吸收，最终将其转化为N2，而对NOX的转化率达到了96%以上，二氧化硫甚至达到了百分百去除率。

国内学者将O3注入到烟气中进行脱硝，使用碱来对烟气进行清洁。经过试验后发现NOX的脱除率和O3量的多少有关，当O3注入量超过250ppm 则NOX的去除率在86%以上。通过这种方式甚至可以对NOX和SO2的去除率达到98%和百分百。

使用臭氧氧化技术能够提高对NOX的去除效率，脱除范围高达95%以上并且能够在不同的氧化剂浓度下不影响效率，也不会出现泄漏影响环境和工作人员人身安全。此种技术的使用中二氧化硫和一氧化碳不会对去除NOX有影响，也不会对造成环境的污染。使用臭氧技术不仅在脱除NOX方面有良好的效果，同时对重金属等有害物质也有一定程度的去除能力[1]。

2 影响氧化反映的因素

一氧化碳和NO 之间的摩尔数比例以及发生反应的时间时影响氧化的主要因素。根据我国相关调查研究表示NO 的氧化效率和一氧化碳的升高呈正比，当一氧化碳含量不超过1 时脱硝率能够达到86%。但是在实际实验中受到外部环境和其他物质的影响使得一氧化碳不能充分的和NO 反应，因此为了保证脱硝效率需要增加摩尔比的数值。

经过工作人员的实验研究发现，臭氧在气体中只要保持足够时间的停留就可以完成氧化反应。我国研究学者发现根据臭氧的特性在150℃环境中臭氧的反映分解率不高，无法更好的和NO 反应。利用臭氧氧化后的烟气再通过水吸收尾气时对二氧化硫和NO 的脱除效率双双达到了百分百和87%。

3 工程应用和存在问题

美国的BOC 公司使用了低温氧化技术并将其授权给了贝尔哥公司，更好的将NOX去除技术和EDV 湿式洗涤器相结合，大规模的投入在了美国石油加工厂当中，用于脱除一氧化碳和颗粒等污染物，并且实现了良好的效果和经济效益。

此外贝尔哥公司将技术投资在我国的四川和上海石化公司的工业炉中，安装了脱硝系统并计划在第二年大批量的使用。能够看出当前市场对于保护生态和实现经济效益的意向更加明显，对脱硝的投入和研究也更加深入，氧化吸收技术在国内还是国外都发展十分迅速。使用臭氧进行脱硫脱硝在国外已经有了成功的案例，但是在我国还处于试验阶段，暂时还没有水泥厂进行实验。

烟气中的颗粒以及二氧化硫对臭氧会造成消耗，使得臭氧无法保存，在当前技术的前提下将会对臭氧造成巨大的消耗。我国工厂如果要消耗1kg 的臭氧则需要十万元的机器设备以及消耗12Kg 的液氮，需要大量的资金支持。如此大量的维护费用和运行费用严重影响了该技术的应用和投资，因此只能通过减少臭氧的消耗才能为臭氧脱硝创造发展空间[2]。

4 烟气脱硝技术路线和措施

4.1 氧化＋半干式氨吸收法

杭州某公司使用氧化液和纯氧结合了外国独特的臭氧氧化技术深层次的对臭氧进行氧化反应。根据杭州公司的专利技术实行脱硝方案，在烟气脱硝研究中已经有了过年的研究。该公司使用的工艺路线为当烟气进入到氧化器中，经过氧化液和纯氧以及少量臭氧将NO 转化为NO2，之后再在反应器中反应。反应器加入雾化的氨水进一步吸收了二氧化硫和NOX，将不同形态的二氧化硫和NOX快速的进行气态和气态之间的反映，配合氮气有效脱除二氧化硫和NOX的最终目的。氧化器就是将氧化液、臭氧以及其他反应物充分的融合和相互促进，从而提高氧化的速度。氧化液主要由集中氧化性的液体合成，能够对NO 气体充分氧化，并实现降低烟气反应时的问题以及减少臭氧的消耗。如此一来用户的生产成本和维护成本大幅度的降低。

4.2 实验调查研究

杭州某公司在烟气处理实验中使用氧化液以及纯氧进行脱硝实验，并通过对半干式氨吸收方法进行废气的收集和治理。通过收集的数据和内容可以得出平均值：脱NO 效率已经达到约79%，脱NOX达到约82%，脱SO2效率达到约90%，如果将纯氧换成臭氧将会进一步提高脱硝的效率并缩短环节。

4.3 优点优势

杭州某水泥公司经过十多年的脱硫技术和项目的实践中能够发现半干式氨吸收法也能具有50%左右的脱硝效率，尤其是随着我国对排放物提出了更高的标准，杭州公司对该技术进行了更深入的探讨。现如今已经在50MW燃气发电机组中完善了脱硝技术，并且使得脱硝率高达85%，脱硫率达到了96%。其优势有如下几个点：

（1）运行和维护费用更低，只有SCR 法的一半不到，且不需要与其他设备结合使用，操作更加简便和快捷。

（2）通过烟气产生的剩余色量完成热缩铵盐，能够有效减少固体化肥形成需要的热量。

（3）同一塔内进行脱硝和脱硫，通过一个工程可以实现两个目的，综合效果更加明显和有效。

（4）总体的维护费用和建造费用更低，有利于实现经济效益，且流程简单耗电量低。

（5）占地面积小可以根据用户的需求选择地址，且物质都可再生利用，能够有效减少费用支出[3-4]。

采用此种脱硫脱硝技术能够进一步控制二氧化硫和NOX的排放量并产生硝酸铵产品，能够和化肥厂形成良好的产业循环，同时维护了生态环境也实现了经济效益。但是其需要臭氧的原材料价格高昂。国外水泥厂专门使用臭氧进行氧化的过程中，其运行费用约2500 元/h，每年的维护费用达到一千多万元，产生了硫化铵4250kg/h，硝酸铵110kg/h，经过出售每年能够售出三千万元，除去工人的工资和设备购买以及维护，年效益约700 万元，经过几年的运营即可以实现脱硝投资。我国的企业机构也可以借鉴外国，虽然前期投入较大但后期回报率更加可观。

5 SCR 与SNCR 脱硝技术

除了使用氧化＋半干式氨吸收法实现脱硝技术的实现外还可以使用SCR催化还原技术和SNCR 非催化还原技术。虽然效果上要比氧化＋半干式氨吸收技术略差但是依然被很多人选择。二者技术都是通过对烟气中加入氨或者尿素作为还原剂。SCR 技术在催化的作用下对NOX进行还原，同时温度较低。通过这种方式实现脱硝效率能够达到92%以上，但是对场地和设备有一定的标准，如用于催化的反应塔以及氨水喷淋装置等，在最初的建设和安装过程中需要投入大量资金。SNCR 技术不需要使用催化剂，加入还原剂就可以将NOX还原为氮气。还原的效益在55%作用，虽然效率较低但是投入的资金较低不需要过多的技术投入。但是SNCR 技术相对SCR 技术而言对环境要求较高，一方面烟气和还原剂需要为1000℃的环境中才能加快反应。同时使用的高硫煤也有使用标准。如果温度不足，NH3和SO3反映过程中产生的硫酸氢铵会阻塞在下游部件造成机械设备无法工作。不仅造成NOX反映不充分出现氨逃逸问题，同时氨依附在灰尘上，灰尘随风飘散更加难以处理和收集。当前SCR 技术是我国水泥行业应用最多的技术，在烟气脱硝技术更为发达的西方国家中情况也大体一样。二者技术的选择还需要根据国家对废弃物排放标准以及国家经济有关。

SCR 和SNCR 技术适合于经济实力不强的水泥厂，但是SCR 技术在初期需要投入大量的资金，部分水泥厂无法承担，因此更加倾向于脱硝率不高但是投入资金少的SNCR 技术。经过调查人员发现二者技术相结合能够优势互补取得可观的效益，两种技术相结合是将SNCR 工艺中加入炉膛还原剂进行还原，并和SCR 技术通过逃逸氨和SCR 催化共同反应，能够有效将NOX脱除。通过技术的结合能够大幅度减少NOX燃烧后的NOX排放量，有效降低约五成多，在最初的投资中比只单单使用SCR 技术减少一半的资金投入。

针对当前我国水泥行业脱硝情况，相关领域工作者需要制定脱硝技术的产业化规划，确定该技术未来发展目标以及需要重视和避免的问题，以确保脱硝效率和质量的提高，推动水泥行业脱硝技术完善。同时对该技术需要制定行内标准和技术准则，促进脱硝技术合理稳定的研发。国家也需要大力提供资金支持和补贴，开展烟气脱硝的标准示范工程，在当前技术水平基础上开展工作带动该领域的共同进步，同时加强和国外技术的沟通联系，定期安排组织人员出国学习，并引进符合我国国情和排放标准的脱硝技术。

6 结语

氧化＋半干式氨吸收法以及SCR 和SNCR 技术等相关脱硫技术能够大幅度降低SO2和NOX的整体排放量，同时减少颗粒物的排放实现局部循环经济格局，不仅对环境起到了保护作用同时还实现了经济效益。在我国水泥领域的探索出一个新的方向。水泥厂可以从化肥厂中购入氨水，在将硝酸铵运输到化肥厂制成固体化肥，能够实现良好的产业循环，水泥厂只需要投入资金维护和人工费用即可，将运营成本降到最低。通过对水泥行业烟气脱硝技术的研究能够有效的环节环境压力，减少有害气体和颗粒的排放，也更加符合国家可持续发展的策略。