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【摘要】本文一开始通过初步的介绍对烟气脱硫脱硝技术的意义进行了相应的描述，然后根据具体情況对烟气脱硫脱硝的主要技术做了阐述，最后详细的分析了炭基材料在脱硫脱硝上的应用。
【关键词】烟气，脱硫脱硝，综合利用
中图分类号：C35文献标识码： A
一、前言
由烟气脱硫脱硝技术的不断的发展和进步，尤为一提的就是综合利用的效果，但是在实际的工作中，一些技术需要被很好的进行利用，这就要提醒管理者对烟气脱硫脱硝技术的综合利用方面的进行重视。
二、烟气脱硫脱硝技术的意义
S02是世界上量大面广的主要大气污染物之一，我国是世界上S02排放最多的国家之一。SO2的大量排放，造成我国大气污染及酸雨问题日益严重，目前我国酸雨区面积己占国土面积的30%[1]，成为世界上继欧洲、北美之后的第三大酸雨区。酸雨和S02污染的危害是多方面的，它使河湖水成酸性，土壤酸化，生态环境遭破坏，建筑物损坏，人体健康受危害。钢铁行业是国家重要的基础产业，又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。据2006年统计资料显示：在电力行业二氧化硫排放量持续下降的情况下，钢铁行业作为工业二氧化硫排放的第二大户，面临的减排压力日益突出。国资委在分解落实中央企业节能减排目标任务时，明确提出到“十一五”期末，钢铁行业二氧化硫排放量下降16%，力争到2009年末提前完成上述目标。烧结工艺过程排放的S02量约占钢铁企业生产系统的60%[1]。控制烧结机生产过程S02的排放，已经成为钢铁企业S02污染控制的重点。
三、烟气脱硫脱硝的主要技术
1、磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术
磷铵肥法（PhosphateAmmoniateFertilizerProcess，简称PAFP），是四川省环科院、西安热工所、大连物化所等单位共同研究开发的烟气脱硫新工艺（国家“七五”（214）项目新技术083号）。其脱硫率≥95％，脱硫副产品为氮硫复合肥料。此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状，回收SO2取代硫酸生产肥料，在解决污染的同时，又综合利用硫资源，是一项化害为利的烟气脱硫新方法。
2、活性炭纤维法（ACFP）烟气脱硫技术
活性炭纤维法（ActivatedCarbonFiberProcess，简称ACFP）烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂（DSACF）脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的一项新型脱硫技术。该技术脱硫率可达95％以上，单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上（一般GAC处理能力为102Nm3/h.t，而ACF可达104Nm3/h.t）。由于工艺过程简单，设备少，操作简单。投资和运行成本低，且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源，因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用，改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起，但运行不起”的状况。
3、软锰矿法烟气脱硫资源化技术
MnO2是一种良好的脱硫剂。在水溶液中，MnO2与SO2发生氧化还原发应，生成了MnSO4。软锰矿法烟气脱硫正是利用这一原理，采用软锰矿浆作为吸收剂，气液固湍动剧烈，矿浆与含SO2烟气充分接触吸收，生成副产品工业硫酸锰。该工艺的脱硫率可达90％，锰矿浸出率为80％，产品硫酸锰达到工业硫酸锰要求（GB1622－86）。常规生产工业硫酸锰方法是：软锰矿粉与硫酸和硫精沙混合反应，产品净化得到工业硫酸锰。由于我国软锰矿品位不高，硫酸耗量增大，成本上升。该法与常规生产工业硫酸锰相比是，不用硫酸和硫精沙，溶液杂质也降低，原料成本和工艺成本都有降低，比常规生产工业硫酸锰方法节约成本25％以上，加之国家对环保产品在税收上的优惠，竞争力将大大提高
4、电子束氨法烟气脱硫脱硝技术
电子束氨法烟气脱硫脱硝工业化技术（简称CAEB－EPS技术），充分挖掘电子束辐照烟气脱硫脱硝技术的潜力，结合中国具体国情，具有投资省、运行费用低、运行维护简便、可靠性高等独有的特点，居国际先进水平。CAEB－EPS技术是利用高能电子束（0.8~1MeV）辐照烟气，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物转化成硫酸铵和硝酸铵的一种烟气脱硫脱硝技术。
5、脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫脱硝技术
脉冲电源产生的高电压脉冲加在反应器电极上，在反应器电极之间产生强电场，在强电场作用下，部分烟气分子电离，电离出的电子在强电场的加速下获得能量，成为高能电子(5～20eV)，高能电子则可以激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。
四、炭基材料在脱硫脱硝上的应用
1、活性炭脱硫原理
活性炭对SO2的吸附有物理和化学吸附，吸附量较小的物理吸附在烟气中无水蒸气和氧气存在时发生。在烟气中存在足量水蒸汽和O2的条件下，活性炭法烟气脱硫中化学吸附和物理吸附是同时存在的，先发生了物理吸附后，再在有水和O2存在时将吸附到活性炭表面的SO2催化氧化为H2SO4，所以吸附SO2的量增大。一直以来，人们应用化学反应式：SO2+1/2O2+H2O→H2SO4将化学反应的全部过程描述出来。如下的反应：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
是用活性炭吸附NOX的NH3选择性催化还原法。由此反应是可以看出它的原理是降低NOX与NH3的反应活化能，从而使NH3的利用效率有所提高。在高温下利用炭与NOX反应生成CO2和N2是炽热炭还原法。该工艺不用催化剂，固体炭质廉价，来源广泛，反应生成的热量可以回收利用的优点。吸附剂使用量较多而导致占用了吸附器很多的体积，这是因为活性炭法烟气脱硫技术的问题就是活性炭的吸附容量并不是无限的。减小占地面积不但会使气流速度过高，并且需要增加床层厚度又会产生过大的流动阻力。通过数据分析可以得出，活性炭用浓H2SO4处理比用硝酸改性后，在表面产生了更多的酸性含氧基团，-OH和苯环上的羟基同时也增加了。具有活性的活性炭表面会因其作用的增强而增加。浓H2SO4能使与其微孔内壁发生反应，对活性炭起到了扩大孔洞的作用。这会比原来的孔大出许多。
2、在烟气脱硫脱硝中对活性焦的应用
活性焦具有耐压大、耐磨损强、耐冲击大，比表面积发达和孔的结构丰富的优点。活性焦比活性炭具有更高的机械强度和燃点，更有利于应用在移动床工艺。它的脱硫脱硝的方法跟活性炭相似，活性焦脱硫是在SO2在焦表面的催化氧化和吸附的基础上的。在有O2和H2O时，SO2吸附及氧化的活性中心是活性焦表面的某些含氧络合物基团，而其大小形状多样的孔结构和强大的比表能提高分子传递效率。更重要的是为反应产生所需的质子，与能激发SO2的还原性。采用加热再生可以吸附饱和的活性焦，高温条件下，活性焦与其表面的稀H2SO4发生下列化学反应，释放出SO2。
3、金属氧化物/载体催化剂应用于烟气脱硫脱硝
（一）、钒的氧化物用于脱硫脱硝
V2O5可以催化氧化SO2并且吸附氧化NH3，从而使得中间产物更快地生成，所以在碳基材料的催化剂上添加一定量的V2O5可以提高活性焦的硫活性。另外，这种催化剂有很大的比表面积，比较高的温度下加入V2O5可以使它的催化效率大大提高。所以钒的氧化物应用在脱硫脱硝当中可以取得较好的效果。
（二）、铜的氧化物用于脱硫脱硝
在脱除烟气中SOX和NO的时候，CEO可以提高它的活性。CEO联合脱硫脱氮法，它的脱硫原理是用在γ-Al2O载体3上负载的CEO与SO2和O2反应生成CuSO4。当有NH3和O2的时候，CEO、CuSO4又可以催化剂的形式存在将NOX还原为N2。当吸收剂对SO2的吸收量达到最大时，可用CH4、H2等还原使其再生获得浓度较高的SO2和Cu，SO2经回收变成H2SO4、硫磺和液体SO2等，Cu与游离的O2会生成CEO循环使用。CEO可以在300～500℃时吸附SO2生成CuSO4能达到很好的效果，同时CEO和CuSO4都可以作为催化剂应用在SCR反应的，因此CEO能够被用在脱硫脱氮一体化技术。此项工艺无废弃物产生，不会造成二次污染。因此，可以说CEO同时去除SO2/NOX法体现了烟气污染的治理趋势，是一种很有前景的技术。
五、结束语
烟气脱硫脱硝技术在实际的生活工作中有着重要的作用。在烟气脱硫脱硝技术的综合利用中，如果利用率得不到充分保障，那么，对资源和环境的可持续发展有着重要的作用。
【参考文献】
[1]张承中．循环流化床烧结烟气脱硫热态模拟试验研究[J].西安建筑科技大学学报，2012(3)．
[2]胡国生．攀钢烧结烟气脱硫技术研究[J]．工业安全与环保．2013(8)．
[3]汤静芳，黄新发.烧结厂大气污染控制技术的应用及发展[J]，武钢技术，2012(5)．
【关键词】烟气，脱硫脱硝，综合利用
中图分类号：C35文献标识码： A
一、前言
由烟气脱硫脱硝技术的不断的发展和进步，尤为一提的就是综合利用的效果，但是在实际的工作中，一些技术需要被很好的进行利用，这就要提醒管理者对烟气脱硫脱硝技术的综合利用方面的进行重视。
二、烟气脱硫脱硝技术的意义
S02是世界上量大面广的主要大气污染物之一，我国是世界上S02排放最多的国家之一。SO2的大量排放，造成我国大气污染及酸雨问题日益严重，目前我国酸雨区面积己占国土面积的30%[1]，成为世界上继欧洲、北美之后的第三大酸雨区。酸雨和S02污染的危害是多方面的，它使河湖水成酸性，土壤酸化，生态环境遭破坏，建筑物损坏，人体健康受危害。钢铁行业是国家重要的基础产业，又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。据2006年统计资料显示：在电力行业二氧化硫排放量持续下降的情况下，钢铁行业作为工业二氧化硫排放的第二大户，面临的减排压力日益突出。国资委在分解落实中央企业节能减排目标任务时，明确提出到“十一五”期末，钢铁行业二氧化硫排放量下降16%，力争到2009年末提前完成上述目标。烧结工艺过程排放的S02量约占钢铁企业生产系统的60%[1]。控制烧结机生产过程S02的排放，已经成为钢铁企业S02污染控制的重点。
三、烟气脱硫脱硝的主要技术
1、磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术
磷铵肥法（PhosphateAmmoniateFertilizerProcess，简称PAFP），是四川省环科院、西安热工所、大连物化所等单位共同研究开发的烟气脱硫新工艺（国家“七五”（214）项目新技术083号）。其脱硫率≥95％，脱硫副产品为氮硫复合肥料。此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状，回收SO2取代硫酸生产肥料，在解决污染的同时，又综合利用硫资源，是一项化害为利的烟气脱硫新方法。
2、活性炭纤维法（ACFP）烟气脱硫技术
活性炭纤维法（ActivatedCarbonFiberProcess，简称ACFP）烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂（DSACF）脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的一项新型脱硫技术。该技术脱硫率可达95％以上，单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上（一般GAC处理能力为102Nm3/h.t，而ACF可达104Nm3/h.t）。由于工艺过程简单，设备少，操作简单。投资和运行成本低，且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源，因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用，改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起，但运行不起”的状况。
3、软锰矿法烟气脱硫资源化技术
MnO2是一种良好的脱硫剂。在水溶液中，MnO2与SO2发生氧化还原发应，生成了MnSO4。软锰矿法烟气脱硫正是利用这一原理，采用软锰矿浆作为吸收剂，气液固湍动剧烈，矿浆与含SO2烟气充分接触吸收，生成副产品工业硫酸锰。该工艺的脱硫率可达90％，锰矿浸出率为80％，产品硫酸锰达到工业硫酸锰要求（GB1622－86）。常规生产工业硫酸锰方法是：软锰矿粉与硫酸和硫精沙混合反应，产品净化得到工业硫酸锰。由于我国软锰矿品位不高，硫酸耗量增大，成本上升。该法与常规生产工业硫酸锰相比是，不用硫酸和硫精沙，溶液杂质也降低，原料成本和工艺成本都有降低，比常规生产工业硫酸锰方法节约成本25％以上，加之国家对环保产品在税收上的优惠，竞争力将大大提高
4、电子束氨法烟气脱硫脱硝技术
电子束氨法烟气脱硫脱硝工业化技术（简称CAEB－EPS技术），充分挖掘电子束辐照烟气脱硫脱硝技术的潜力，结合中国具体国情，具有投资省、运行费用低、运行维护简便、可靠性高等独有的特点，居国际先进水平。CAEB－EPS技术是利用高能电子束（0.8~1MeV）辐照烟气，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物转化成硫酸铵和硝酸铵的一种烟气脱硫脱硝技术。
5、脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫脱硝技术
脉冲电源产生的高电压脉冲加在反应器电极上，在反应器电极之间产生强电场，在强电场作用下，部分烟气分子电离，电离出的电子在强电场的加速下获得能量，成为高能电子(5～20eV)，高能电子则可以激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。
四、炭基材料在脱硫脱硝上的应用
1、活性炭脱硫原理
活性炭对SO2的吸附有物理和化学吸附，吸附量较小的物理吸附在烟气中无水蒸气和氧气存在时发生。在烟气中存在足量水蒸汽和O2的条件下，活性炭法烟气脱硫中化学吸附和物理吸附是同时存在的，先发生了物理吸附后，再在有水和O2存在时将吸附到活性炭表面的SO2催化氧化为H2SO4，所以吸附SO2的量增大。一直以来，人们应用化学反应式：SO2+1/2O2+H2O→H2SO4将化学反应的全部过程描述出来。如下的反应：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
是用活性炭吸附NOX的NH3选择性催化还原法。由此反应是可以看出它的原理是降低NOX与NH3的反应活化能，从而使NH3的利用效率有所提高。在高温下利用炭与NOX反应生成CO2和N2是炽热炭还原法。该工艺不用催化剂，固体炭质廉价，来源广泛，反应生成的热量可以回收利用的优点。吸附剂使用量较多而导致占用了吸附器很多的体积，这是因为活性炭法烟气脱硫技术的问题就是活性炭的吸附容量并不是无限的。减小占地面积不但会使气流速度过高，并且需要增加床层厚度又会产生过大的流动阻力。通过数据分析可以得出，活性炭用浓H2SO4处理比用硝酸改性后，在表面产生了更多的酸性含氧基团，-OH和苯环上的羟基同时也增加了。具有活性的活性炭表面会因其作用的增强而增加。浓H2SO4能使与其微孔内壁发生反应，对活性炭起到了扩大孔洞的作用。这会比原来的孔大出许多。
2、在烟气脱硫脱硝中对活性焦的应用
活性焦具有耐压大、耐磨损强、耐冲击大，比表面积发达和孔的结构丰富的优点。活性焦比活性炭具有更高的机械强度和燃点，更有利于应用在移动床工艺。它的脱硫脱硝的方法跟活性炭相似，活性焦脱硫是在SO2在焦表面的催化氧化和吸附的基础上的。在有O2和H2O时，SO2吸附及氧化的活性中心是活性焦表面的某些含氧络合物基团，而其大小形状多样的孔结构和强大的比表能提高分子传递效率。更重要的是为反应产生所需的质子，与能激发SO2的还原性。采用加热再生可以吸附饱和的活性焦，高温条件下，活性焦与其表面的稀H2SO4发生下列化学反应，释放出SO2。
3、金属氧化物/载体催化剂应用于烟气脱硫脱硝
（一）、钒的氧化物用于脱硫脱硝
V2O5可以催化氧化SO2并且吸附氧化NH3，从而使得中间产物更快地生成，所以在碳基材料的催化剂上添加一定量的V2O5可以提高活性焦的硫活性。另外，这种催化剂有很大的比表面积，比较高的温度下加入V2O5可以使它的催化效率大大提高。所以钒的氧化物应用在脱硫脱硝当中可以取得较好的效果。
（二）、铜的氧化物用于脱硫脱硝
在脱除烟气中SOX和NO的时候，CEO可以提高它的活性。CEO联合脱硫脱氮法，它的脱硫原理是用在γ-Al2O载体3上负载的CEO与SO2和O2反应生成CuSO4。当有NH3和O2的时候，CEO、CuSO4又可以催化剂的形式存在将NOX还原为N2。当吸收剂对SO2的吸收量达到最大时，可用CH4、H2等还原使其再生获得浓度较高的SO2和Cu，SO2经回收变成H2SO4、硫磺和液体SO2等，Cu与游离的O2会生成CEO循环使用。CEO可以在300～500℃时吸附SO2生成CuSO4能达到很好的效果，同时CEO和CuSO4都可以作为催化剂应用在SCR反应的，因此CEO能够被用在脱硫脱氮一体化技术。此项工艺无废弃物产生，不会造成二次污染。因此，可以说CEO同时去除SO2/NOX法体现了烟气污染的治理趋势，是一种很有前景的技术。
五、结束语
烟气脱硫脱硝技术在实际的生活工作中有着重要的作用。在烟气脱硫脱硝技术的综合利用中，如果利用率得不到充分保障，那么，对资源和环境的可持续发展有着重要的作用。
【参考文献】
[1]张承中．循环流化床烧结烟气脱硫热态模拟试验研究[J].西安建筑科技大学学报，2012(3)．
[2]胡国生．攀钢烧结烟气脱硫技术研究[J]．工业安全与环保．2013(8)．
[3]汤静芳，黄新发.烧结厂大气污染控制技术的应用及发展[J]，武钢技术，2012(5)．