在现代工业蓬勃发展的进程中，环境问题日益凸显，成为全球瞩目的焦点。其中，大气污染形势尤为严峻，而硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）作为大气污染物的主要 “元凶”，对生态环境和人类健康造成了极大的威胁。为了有效遏制这一态势，脱硫脱硝技术应运而生，成为守护蓝天的关键防线。
脱硫脱硝的紧迫性
硫氧化物和氮氧化物主要来源于煤炭、石油等化石燃料的燃烧，以及一些工业生产过程，如火力发电、钢铁冶炼、水泥制造等。这些污染物排放到大气中，会引发一系列严重的环境问题。它们是形成酸雨的主要成分，酸雨不仅会腐蚀建筑物、桥梁等基础设施，还会导致土壤酸化、水体污染，破坏生态平衡，对农作物和森林植被造成毁灭性打击。同时，氮氧化物与挥发性有机物在光照条件下，会发生复杂的光化学反应，形成光化学烟雾，严重影响空气质量，危害人体呼吸系统和眼睛。此外，硫氧化物还是 PM2.5 细颗粒物的重要前体物，加剧了雾霾天气的形成，对人们的日常生活和出行带来诸多不便，长期暴露在这样的环境中，会显著增加心血管疾病、肺癌等疾病的发病率，严重威胁人类的身体健康。
脱硫技术探秘
湿式石灰石 / 石膏法
湿式石灰石 / 石膏法是目前应用最为广泛的脱硫技术。其工作原理基于一系列化学反应。首先，将石灰石（CaCO₃）磨碎制成浆液，然后将其喷淋到吸收塔中，与含有二氧化硫（SO₂）的烟气充分接触。在吸收塔内，石灰石与二氧化硫发生反应，生成亚硫酸钙（CaSO₃），其化学反应方程式为：CaCO₃ + SO₂ → CaSO₃ + CO₂。接着，亚硫酸钙在氧气的作用下进一步氧化，转化为硫酸钙（CaSO₄），也就是91视频下载链接常见的石膏，反应方程式为：2CaSO₃ + O₂ → 2CaSO₄。该技术的优点十分显著，脱硫效率高，通常可达到 90% 以上，能有效去除烟气中的二氧化硫。同时，石灰石作为脱硫剂，来源广泛，价格相对低廉，降低了运行成本。而且，该工艺技术成熟，运行稳定，可靠性强。但它也存在一些不足之处，例如会产生大量的石膏副产品，需要妥善处理，否则可能会造成二次污染；此外，整个系统较为复杂，设备投资较大，运行过程中还需要消耗大量的水资源。
活性炭纤维法
活性炭纤维法是一种新型的脱硫技术，采用具有特殊结构的脱硫活性炭纤维催化剂（DSACF）来脱除烟气中的 SO₂。在该技术中，活性炭纤维具有巨大的比表面积和丰富的微孔结构，能够高效吸附烟气中的二氧化硫。同时，在一定条件下，活性炭纤维还能对吸附的二氧化硫进行催化氧化，使其转化为硫酸或硫酸盐，从而实现硫资源的回收利用。该技术的脱硫率可达 95% 以上，单位脱硫剂处理能力相较于传统的活性炭脱硫技术有大幅提升，一般活性炭（GAC）的处理能力为 10²Nm³/h.t，而活性炭纤维（ACF）可达 10⁴Nm³/h.t。其优势在于工艺过程简单，设备数量少，操作简便，投资和运行成本较低。并且，在消除 SO₂污染的同时，还能回收硫资源，生产硫酸或硫酸盐等产品，具有良好的经济效益和环境效益。然而，目前该技术在大规模应用方面还面临一些挑战，例如活性炭纤维的成本相对较高，其使用寿命和稳定性还有待进一步提高。
软锰矿法
软锰矿法利用软锰矿浆作为吸收剂来脱除烟气中的二氧化硫。MnO₂是软锰矿的主要成分，它是一种良好的脱硫剂。在水溶液中，MnO₂与 SO₂发生氧化还原反应，生成硫酸锰（MnSO₄），化学反应方程式为：MnO₂ + SO₂ → MnSO₄。在实际应用中，将软锰矿磨制成矿浆，然后与含 SO₂的烟气在吸收设备中充分接触，气液固湍动剧烈，使矿浆与烟气能够充分混合，从而实现高效吸收。该工艺的脱硫率可达 90%，锰矿浸出率为 80%，且生成的副产品工业硫酸锰能够达到相关标准（GB1622 - 86）。与常规生产工业硫酸锰的方法相比，软锰矿法烟气脱硫技术具有明显的成本优势。常规方法需要使用硫酸和硫精沙，而该技术无需这些原料，并且溶液中的杂质含量也更低，使得原料成本和工艺成本都大幅降低，相比之下节约成本 25% 以上。此外，国家对环保产品在税收上给予优惠政策，进一步增强了该技术的市场竞争力。不过，该技术对软锰矿的品位有一定要求，且在实际运行过程中，需要注意设备的腐蚀问题。
脱硝技术解析
选择性催化还原（SCR）法
选择性催化还原法是目前应用最广泛的脱硝技术之一。其核心原理是在催化剂的作用下，利用还原剂（如氨或尿素）将烟气中的氮氧化物（NOx）还原为氮气（N₂）和水（H₂O）。以氨作为还原剂为例，其主要化学反应过程如下：4NH₃ + 4NO + O₂ → 4N₂ + 6H₂O（当 NOx 中 NO 占主导时）；8NH₃ + 6NO₂ → 7N₂ + 12H₂O（当 NOx 中 NO₂占主导时）。在实际设备构成方面，SCR 系统主要包括催化剂、氨注入系统、反应器、氨气供应和储存设备等。烟气在通过装有催化剂的反应器时，注入的氨与 NOx 发生反应，从而实现脱硝的目的。该技术的脱硝效率高，通常可达到 80% - 95%，能够满足严格的环保排放标准。而且，催化剂的使用寿命较长，一般可达 2 - 4 年，减少了设备的维护和更换成本。但 SCR 技术也存在一些问题，例如催化剂的成本较高，且对反应温度有一定要求，一般需要在 300 - 400℃的范围内才能保证良好的催化效果；此外，氨的储存和运输需要特殊的设备和安全措施，存在一定的安全风险。
选择性非催化还原（SNCR）法
选择性非催化还原法是将还原剂（通常是氨或尿素）直接注入到烟气中，在高温环境下（一般为 850 - 1100℃），还原剂与氮氧化物发生反应，将其还原为氮气和水。以氨为例，化学反应过程如下：4NH₃ + 4NO + O₂ → 4N₂ + 6H₂O；4NH₃ + 2NO₂ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O。该技术的设备构成相对简单，主要包括还原剂的注入系统和控制系统。其优点是不需要催化剂，投资成本相对较低，且对小型锅炉或一些对成本较为敏感的项目具有一定的适用性。同时，该技术对反应温度窗口的要求相对较窄，在合适的温度范围内能够取得较好的脱硝效果。然而，SNCR 技术的脱硝效率相对较低，一般在 40% - 70% 之间，且还原剂的用量较大，可能会导致氨逃逸现象较为严重，不仅造成资源浪费，还可能对环境产生二次污染。
脱硫脱硝技术的应用场景
火力发电行业
火力发电是我国主要的发电方式之一，同时也是硫氧化物和氮氧化物的排放大户。在火力发电过程中，煤炭燃烧会产生大量的含有 SOx 和 NOx 的烟气。为了满足环保要求，几乎所有的大型火电厂都配备了先进的脱硫脱硝装置。例如，采用湿式石灰石 / 石膏法脱硫技术和选择性催化还原（SCR）法脱硝技术相结合的工艺，能够将烟气中的污染物浓度降低到极低的水平，确保达标排放。以某百万千瓦级的火电厂为例，通过高效的脱硫脱硝设备，每年可减少数万吨二氧化硫和氮氧化物的排放，为改善区域空气质量做出了重要贡献。 钢铁冶炼行业
钢铁冶炼过程中，烧结、炼铁、炼钢等环节都会产生大量的烟气，其中含有较高浓度的硫氧化物和氮氧化物。随着环保标准的不断提高，钢铁企业纷纷加大了对脱硫脱硝技术的投入。在烧结工序，常采用循环流化床半干法脱硫工艺结合 SCR 脱硝技术，先通过循环流化床半干法脱硫工艺，以消石灰或石灰石为脱硫吸收剂，与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙等，达到脱硫目的；然后，除尘后的烟气进入 SCR 反应器，在催化剂作用下，与还原剂氨发生反应实现脱硝。在炼铁和炼钢环节，也会根据不同的工况和烟气特点，选择合适的脱硫脱硝技术，如采用活性炭纤维法脱硫技术对部分烟气进行处理，以实现高效脱硫和硫资源的回收利用。
水泥制造行业
水泥生产过程中，由于原料中含有一定量的硫元素，以及高温煅烧过程中会产生氮氧化物，因此水泥窑尾气也是大气污染物的重要排放源之一。为了实现减排目标，水泥企业采用了多种脱硫脱硝技术。例如，采用石灰石 - 石膏法脱硫技术对水泥窑尾气进行脱硫处理，通过将石灰石浆液喷淋到吸收塔中与烟气接触，脱除其中的二氧化硫。在脱硝方面，一些水泥企业采用选择性非催化还原（SNCR）法，将还原剂直接注入到水泥窑的合适部位，在高温下与氮氧化物反应，降低其排放浓度。此外，还有一些企业探索采用联合脱硫脱硝技术，以进一步提高污染物的脱除效率，满足日益严格的环保要求。
脱硫脱硝行业发展历程
我国脱硫脱硝行业的发展经历了多个重要阶段。在 1998 年以前，属于萌芽期。当时，强制减排政策尚未大规模出台，国内对于脱硫脱硝技术的研究主要集中在少数科研院所。在应用方面，仅在少数电厂通过试点的方式开展工程应用，且技术主要依赖国外引进。1998 年至 2007 年，行业进入发展期。1998 年至 2000 年，脱硫脱硝行业开始初步发展。随着国家环保政策的逐渐加强以及公众环保意识的提高，2001 年至 2005 年迎来了快速发展阶段。大量企业纷纷进入市场，通过技术引进、消化吸收等方式，推动了脱硫脱硝技术的进步和应用。然而，2006 年至 2007 年，由于全国二氧化硫排放总量不降反升，国家进一步加大了减排力度，这使得脱硫脱硝市场出现爆发式增长，年装机容量达到历史最高水平，脱硫公司数量也急剧增加，其中具备一定技术、资金和人才实力，且拥有 10 万千瓦以上机组脱硫业绩的公司达到半数以上。2008 年至今，行业处于稳定增长期。2008 年，《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》发布，市场进一步启动。但由于脱硫工程招标数目减少，行业内大量中小脱硫公司经营效益不佳，纷纷退出市场。大型脱硫公司则因经营理念、核心技术、管理模式的不同而出现分化。2009 年以后，已投运脱硫系统暴露出设计和施工缺陷，煤质含硫量不断提高导致脱硫系统不适应，以及国家减排标准的进一步提高，这些因素共同推动了改造需求成为市场的新增长点。
脱硫脱硝技术的未来展望
随着环保要求的日益严格和人们对环境质量的关注度不断提高，脱硫脱硝技术将朝着更加高效、节能、环保的方向发展。在高效方面，研发新型的催化剂和吸收剂，提高脱硫脱硝效率，降低污染物排放浓度，使其能够满足更严格的环保标准。例如，开发低温、高活性、抗中毒能力强的脱硝催化剂，拓展脱硝技术的应用范围和温度窗口。在节能方面，优化工艺设计，降低设备能耗，减少运行成本。如通过改进设备结构和运行参数，提高能源利用效率，实现节能减排的目标。在环保方面，注重减少副产物的产生和二次污染问题，加强对脱硫脱硝过程中产生的废渣、废水、废气的综合处理和利用。例如，研究如何将脱硫石膏等副产物进行资源化利用，生产建筑材料等产品，实现资源的循环利用。同时，随着科技的不断进步，人工智能、大数据等新兴技术也将逐渐应用于脱硫脱硝领域，实现设备的智能化运行和管理，提高系统的稳定性和可靠性，进一步提升脱硫脱硝技术的整体水平。
脱硫脱硝技术作为大气污染治理的关键手段，在改善生态环境、保障公众健康、履行国际责任等方面发挥着不可替代的重要作用。尽管目前在技术应用和行业发展过程中还面临一些挑战，但随着科技的不断创新和进步，相信未来脱硫脱硝技术将不断完善和发展，为91视频下载链接守护一片更加湛蓝、清新的天空。
