引言：

目前我国的大多数电站锅炉所采用的还原法还是选择性还原法，也就是将烟气当中的制定物质进行祛除，将大多数的其他物质都排放至周边的环境当中，而部分工业锅炉、水泥玻璃窑炉在进行烟气的排放过程当中，由于烟气本身的温度过低，导致其无法与催化剂进行良好的反应，从而导致烟气的净化工作难以进行。在传统的情况下，为了解决这个问题需要采购并且应用大量的换热设备和单独的脱硫装置，而这就导致整个脱硫脱硝过程中的成本大大上升。所以，低温条件下进行烟气的脱硫脱硝技术就显得尤为重要，下文当中我们就将进行详细的探讨和分析。

一、我国脱硫脱硝技术的现状

（一）存在的问题

工业发展不仅仅为我们带来了便利，同时也让我们面临着巨大的环境问题。酸雨、光化学烟雾、温室效应和臭氧层空洞等等，这些都是由于工业的高速发展以及没有对工业排放物进行有效和科学的处理所导致的环境问题。

首先我们需要知道的是传统的脱硫脱硝技术在一般情况下所采用的都是针对性的还原法，也就是上文当中所说的选择性还原法，选择性还原法是现如今能够有效的祛除烟气当中氮氧化物的方法，但是同时由于这种还原法所使用的方法是与催化剂进行化学反应的方法，所以其对烟气本身的温度有所要求，这也使得大多数的工厂排出的烟气温度不达标，从而导致大多数的烟气无法有效的进行反应，从而进一步的扩大现如今的环境问题。除去氮氧化物之外，烟气当中所含有的硫和硝都是容易对环境造成危害的元素。所以在祛除氮氧化物之外，同样需要对烟气当中的二氧化硫进行处理，而这些也是现如今工厂排烟过程中最需要注重的问题。

（二）面临的挑战

我国现如今虽然在催化脱硫的技术上有所进展，但是同时这种方法大多数情况下仅仅适用于电站锅炉的高温烟气，上文当中提到过为了让烟气和催化剂良好的进行反应从而达到脱硫效果，需要让烟气保持一定的温度，或者说高于某一个温度，而这对于大多数工厂当中的工业锅炉而言是做不到的。所以，首先我国需要做的第一个突破就是尽可能的避免浪费，创造一种节能的加热技术，让烟气的温度提升到催化剂可以达到正常运行的温度，以此来从最大程度上降低换热设备购入所产生的大量成本。通过节能的加热技术，让烟气的温度上升，从而让烟气当中的二氧化硫在高温的催化体系下被氧化成三氧化硫，而三氧化硫可以更好的与催化剂发生反应，从而有效的祛除烟气当中的硫。但是同时，三氧化硫与催化剂所反应产生的物质是一种粘稠状的物质，这种物质在反应生成后会粘着在催化剂的表面，从而导致催化剂的工作效率下降，从而影响到接下来的催化反应。而现如今我国对于这种生成物的了解尚且不够，导致这种生成物在烟气脱硝系统当中的应用不足，所以这就导致提升的烟气温度本身也会造成一定的成本上升，其中最重要的就是需要定期的更换和清扫催化剂周围产生的化学产物。而如果有一种低温条件下就能够进行烟气脱硫和脱硝的技术，那么就可以避免高温所导致的二氧化硫氧化成三氧化硫的情况出现，减少这种化学产物的出现概率，从而有效的增加整个烟气脱硫的效率和质量，降低烟气脱硫的成本。

二、低温条件下烟气脱硫脱硝的技术

（一）活性焦法低温烟气脱硫脱硝技术

第一种就是通过更换催化剂的方式来减少烟气反应所需要的温度，也就是活性焦法低温烟气脱硫脱硝技术的根本原理，活性焦的最佳工作温度大多数情况下是与工业锅炉所产生的工业烟气温度一致的，所以在一般性质下的工业烟气脱硫工作当中有着较高的应用率，而脱硫系统也是整个低温烟气处理系统的重要组成部分，其中就包括了吸附反应系统、活性焦解析再生循环系统、活性焦运输系统以及活性焦补给系统等等，这些会使得烟气的处理工作开始走向自动化，最大程度上提升整个工厂的工作效率。大致上烟气脱硫的过程就是烟气首先进入脱硫塔，随后烟气当中的二氧化硫被活性焦吸收，并且与催化剂氨发生反应。从而生产氮气、二氧化碳和水，这些生成物都是生活当中常见的无害物质，并且由于此时被活性焦吸收的二氧化硫会进入整个脱硫系统当中的再生系统当中，随后在高温的条件下进行脱硫处理，而脱离出的二氧化硫会根据脱硫系统当中的管道进入到副产品的回收系统当中，从而制作相应的化工产品生产原料。

活性焦低温烟气脱硫脱硝技术不仅仅有效的达成了脱硫和脱硝的目的，同时也让烟气当中的二氧化硫以及活性焦的循环利用形成一个系统，整个系统展现出来的就是新时代的自动化和一体化。并且由于活性焦可以循环利用，所以整个系统的整体运作成本不高，大多数的成本都是花在了前期投入在设备的建造和系统的构建当中。并且，二氧化硫的循环利用也使得工厂将二氧化硫这种需要脱离的物质进行了可资源化利用，最大程度上的降低了整个系统的长时间运作成本，同时也有效的解决了现如今烟气当中含有有害物质的问题。

（二）湿法催化氧化烟气联合脱硫脱硝技术

我国现如今火电厂所使用的脱硫设施是烟气脱硫，也就是石灰石——石膏湿法烟气脱硫FGD（Flue gas desulfurization，烟气脱硫）。这是全世界火电厂当中，最常使用的一种脱硫设备。石灰石-石膏湿法烟气脱硫方法，是一种已经得到了最大程度上普及的处理废气的方法，而且这种方法也相对来说十分经济。现如今中国绝大多数的火力发电厂都使用这种方法对废气进行处理，然后进行排放。在实际应用当中，FGD脱硫系统会将脱硫延期当中的烟气通过酸碱交替、冷热交替以及干湿交替的方式将烟气当中的腐蚀物质吸收入浆液当中。火力发电厂中所产生的废气，一般情况下会含有硫的成分，而废气中所含有的硫成分不进行处理就直接排放，会对环境产生巨大的影响，硫成分会使得空气中含有腐蚀性的成分变多，从而导致本来正常的降雨中混有过多的腐蚀性成分，从而形成了酸雨。酸雨会对我们生活中的很多方面造成影响，一是对人体会造成直接的影响，另一方面会对建筑物的坚固程度造成影响。同时，酸雨降到田地里会导致土壤富有酸性，而酸性的土壤会对庄稼之类的谷物产生影响，很多种谷物都无法在酸性的土壤中生存。而通过石灰石-石膏湿法进行废气脱硫的原理是通过石灰石与废气中的硫成分进行反应的一个过程。将这种废气通入到石灰石或者石灰水中，使得废气中所含有的二氧化硫部分与水以及石灰石发生反应，从而使得废气中的硫成分被留在水中。而这个石灰石-石膏湿法脱硫过程并不是十分复杂，大概的步骤就是在石灰石中加入适量的水配置成吸收液，然后将烟气排放至吸收液，让烟气中的硫成分与吸收液发生化学反应，二氧化硫与石灰石和水发生反应生成亚硫酸钙，然后氧化亚硫酸钙形成石膏，最后在吸收液中将石膏分离出来，烟气的脱硫步骤就完成了。这个步骤相对于以前的脱硫手段来说，十分的简单并且便捷，不仅仅所利用的工具十分常见，同样其效果也是十分显著。石灰石-石膏湿法脱硫这种方法以其准备过程简单，效果显著并且技术先进，也正是因为这些优越之处而导致石灰石-石膏湿法脱硫这种方法在全国范围内迅速的得到了普及。

在FGD脱硫系统的运用过程当中，脱硫过程主要是将所产出的烟气通过FGD脱硫系统中的石灰石进行反应，烟气中的SO₂与石灰石反应，生成亚硫酸盐或者硫酸盐，随后这些具有强腐蚀性的物质会被排放到FGD脱硫系统的浆液当中，之后再进行统一的腐蚀物质处理工作。但是由于这个过程当中，FGD脱硫系统所反应后生成的多种强腐蚀性物质会直接与脱硫系统当中的脱硫泵接触，这就导致脱硫泵会遭受到长期的腐蚀和侵蚀，后期会直接影响到脱硫泵的正常运作。在脱硫过程当中，理论上讲pH值较高的时候能够有效的提升SO₂的吸收效率，但是，也会由于pH值较高而导致亚硫酸钙氧化效率降低，导致石灰石的进一步溶解受到抑制，浆液当中就会出现部分亚硫酸钙和石灰石颗粒，最终会影响到浆液的排放和后续处理。而pH值较低的时候，则会便于亚硫酸钙的氧化过程，但是与此同时SO₂的吸收效率则会下降，进一步对脱硫效率造成影响。所以在进行pH值的选定时，一般情况下会将pH值控制在4.5~5.8之间，而这种情况就会导致脱硫过程始终处于一个酸性环境当中，而酸性环境对于脱硫泵的腐蚀也就无法避免。

在FGD脱硫系统当中，SO₂、H₂SO₄、H₂SO₃以及HCL等等会与石灰石进行反应，随机生成氯化钙以及硫酸钙等等腐蚀性物质，在浆液当中CaSO₄在浆液当中的溶解度较低，所以导致SO₄^2-的浓度较小，而CaCl₂在浆液当中的溶解度则较大，这就导致浆液当中的氯离子含量较高。而氯离子的腐蚀性较高，这就导致在浆液当中Cl^-含量较高，对脱硫系统当中的脱硫泵金属材料造成腐蚀。当氯离子的浓度超过一定限度之后，甚至会对Cr30A合金也造成巨大的腐蚀效果，导致Cr30A合金无法正常使用，现如今仅有镍基合金能够抵抗高浓度的氯离子溶液。

而石灰石-石膏湿法脱硫这种方法无疑是具有了这种特性，这种特性使得石灰石-石膏湿法脱硫迅速的得到普及，石灰石-石膏湿法脱硫能够处理的废气量大约是一组200MW~600MW的烟气排放量，所以这种脱硫方式就在全国范围内得到了迅速的普及使用。其次，相对于其他的脱硫方法而言，石灰石-石膏湿法脱硫有着一个很特殊的结构，就是其吸收池和底池是分开的，因为在二氧化硫和石灰石与水反应的时候，所需要的PH值是一个较低的值，而如果可以利用合适的方法在吸收池在底池上方营造一个上端部分处于低PH值的条件，这就会使得烟气在经过吸收池的时候，内部的硫成分能够更快的与吸收池中的石灰石以及水进行反应，这就使得废气的处理速度和处理的干净程度大大提高。并且，因为底池和吸收池分开的缘故，上半部分在发生化学反应后，会使得得到的石膏更加纯净，并且可以直接提取吸收池内部的部分浆液然后冲洗底池，从而保证工作时底池不会出现堵塞的情况。最后，因为底池的PH值更高，还能够进一步提升脱硫的效率。除了这两个特点之外，石灰石-石膏湿法脱硫同样还有着另一个特点，就是石灰石-石膏湿法脱硫会通过喷淋的方式进行脱硫过程，而也正是因为喷淋的方式，这种能够更加与烟气进行结合的方式，无疑是提升了脱硫的效率。同样的，为了保证喷淋的装置不出现堵塞现象，所以喷淋的装置是雾化的喷雾，从而增加了脱硫的效率。其次，就是关于石灰石-石膏湿法脱硫这种脱硫方法相对于其他的脱硫方法，在进行脱硫液制备的过程中，加入了一些甲酸或者乙二酸，这就使得石灰石在水中的溶解度，可以让水中石灰石的浓度提高，从而在一定程度上节约吸收液，提高了吸收液的使用率。最后一点，也是最为重要的一点，相对于以前的需要人工进行吸收液的添加，现如今的石灰石-石膏湿法脱硫全程脱硫过程是通过机械进行操作的，也就是说使用石灰石-石膏湿法脱硫都已经实现了全部的自动化控制。这对于现如今的火力发电厂来说是一个重要的进步，同样的使得石灰石-石膏湿法脱硫变得更加受到各国的欢迎。

三、结束语

一直以来，国家对于环境问题都给予了高度的重视，所以我们国家一直都有着详细的法律规定。在进行火力发电的时候，一定要对所产生的废气进行脱硫处理，保证空气不会受到巨大的污染，以上就是我们关于低温条件下如何进行烟气脱硫脱硝的相关探讨。

参考文献：

[1]陈洪江. 低温条件下烟气脱硫脱硝技术应用分析[J]. 华东科技：综合, 2019(6):1. 

[2]樊响, 邓志鹏. 超低排放条件下的烧结烟气脱硫脱硝技术探讨[J]. 山西冶金, 2020, 43(4):2. 

[3]王标, 袁超. 一种新型的烟气低温干法脱硫脱硝反应装置:, CN211462679U[P]. 2020.

[4]不公告发明人. 一种烟气低温干法脱硫脱硝反应装置:, CN210786831U[P]. 2020. 

[5]张宁. 超低排放条件下的烧结烟气脱硫脱硝技术探讨[J]. 现代物业：新建设, 2020(4):1. 

作者简介：张亚坤，（1988年10月），男，汉，山东省济宁市，硕士研究生，工程师，研究方向：大气污染治理