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【摘 要】 燃煤在燃烧的过程中会所产生大量氮氧化合物气体，其中对我们的环境危害最严重的物质就是硝。我们应采用科学合理的烟气脱硝技术，才能有效的保护大气环境，因此对排出的烟气进行脱硝处理刻不容缓。本篇文章论述了国内外所采用的对于氮氧化物的处理技术，分析了各种烟气脱硝技术的脱硝效率并对脱硝的原理、适用性等进行了分析。
【关键词】 烟气脱硝；技术；研究现状
引言
氮氧化物经紫外线照射能转化为有害的光化学烟雾。同时氮氧化物也能与空气中的水结合，生成硝酸或酸雨，从而对农作物、建筑物造成损害。另外，氮氧化物会危害人体的呼吸系统，可引起肺气肿、哮喘等疾病。国内对氮氧化物的排放控制日益严格，“十二五”期间明确指出烟气中氮氧化物的排放浓度值应控制在100mg/m3以内。目前，减少产生的技术无法满足排放标准，故应采用NOx产生后的脱除技术。
一、湿法烟气脱硝技术
1、酸、碱吸收法
酸吸收法常用的两种方法：一，是利用NO在硝酸中的溶解度较大，可用硝酸吸收NOX尾气。二，利用NOx可充分地被浓硫酸吸收，可以把NOx吸收到浓硫酸中生成硝酸硫酸，进而脱除氮氧化物。常压下碱液对NOx的脱除效率很低，因此只运用于处理含NO2超过50%的NOx废气。常用的碱性溶液包括NaOH、KOH及NH3·H2O等，其中氨对NOx脱出率最高，碱液吸收法在我国应用虽然较广，但该法在我国应用的技术水平低，脱硝效率仅在10%--80%左右。
2、液相络合吸收法
液相络合吸收法是上世纪80年代发展起来的，能够同时脱硫脱硝的新方法。络合吸收法利用了络合剂与NO反应，克服了NO难溶于水的困难，因此该方法特别适用于NO含量较高的烟气。主要包括硫酸亚铁法、Fe（Ⅱ）-EDTA法钴氨和络合氧化法等方法，但络合吸收法的吸收液失活后再生起来很缓慢，使得运行困难。其中Fe（Ⅱ）-EDTA法是利用Fe（Ⅱ）-EDTA、Fe（Ⅱ）-ED-TA-Na2SO3和FeSO4等同NO反应生成络合物，而生成的络合物加热时又可将NO释放，从而使得NO富集回收的方法。但该络合法的较反应速度缓慢，因只处于研究阶段。
3、氧化吸收法
氧化吸收法是先將NO氧化为NO2，再用碱液将NO2吸收的方法；NO不必全部氧化为NO2，因为当同时存在NO和NO2时，易反应生成N2O3，之后又可与水进一步反应生成溶解度很高的HNO2，从而达到脱硝目的。氧化剂对该法的脱硝效率起很大作用。而氧化剂包括气相氧化剂和液相氧化剂两种。气相氧化剂O3，O2，Cl2等。液相氧化剂有NaClO、NaClO2、（NH4）2CrO7等；氧化催化剂有V2O5（酸性溶液中）、分子筛、活性炭等。目前我国工业应用最广的氧化吸收法是硝酸氧化法，该法成本较其它氧化吸收法低，且硝酸的回收较为方便。
二、干法脱硝
1、SCR脱硝技术
SCR工艺技术的原理分析。作为现阶段应用的较为广泛的一类烟气脱硝技术，SCR工艺技术所取得的脱硝效果也是较为理想的，这种烟气脱硝技术的原理为采用选择性催化还原的方法。在实际应用SCR工艺技术的过程中，在相应催化剂的作用下，同时以氮氢化物作为还原剂，烟气中所含有的大量的氮氧化物就会发生化学反应，从而被还原成氮气和水，这两种物质对于大气环境都是不会造成污染的。
发生化学反应的过程中，相应的还原剂还会有选择的与烟气中残留的一部分氧气发生反应，所以，我们也将这项脱硝工艺技术称作选择性催化还原法。
实际SCR工艺技术的过程中，应科学的选择所使用的催化剂，所选择的催化剂的质量和数量对于烟气脱硝反应可能产生的温度范围是有着决定性的影响的，同时也决定着烟气脱硝工程的整体效果。
2、非选择性催化还原法
SNCR是一项成熟的技术，是向烟气中喷入液氨或尿素等含氨基的还原剂，在高温（900℃-1000℃）下，还原剂会快速热解成NH3与NOx反应，将NOx还原成N2和H2O。反应方程式如下：
4NH3+6NO→5N2+6H2O
SNCR技术脱硝率为30%-50%，SNCR还原NO的反应效率是由烟气温度、高温下停留时间等因素决定的，若反应温度过高则氨会被氧化生成额外的NOx，若温度过低则会导致反应速率慢，造成氨逃逸率升高。SNCR技术的实现不需要加入催化剂，不受煤质与煤灰的影响，并且不需额外的脱硝设备，一般也不会造成设备堵塞，因而投资及运行费用较低。但氨泄漏率大，存在二次污染，对设备腐蚀较大，仍需进一步改进。
3、等离子法和电子束法
这两种方法均是用高能电子撞击烟气分子，生成氧化性极强的O、OH和O3等自由基，将NO氧化为NO2进而与H2O和还原剂NH3反应生成硝酸铵并被电除尘器捕集去除，其脱硝率可达80%-85%。其中电子束法（EBA）是国际比较先进的烟气处理技术，既可去除氮氧化物又可去除SO2，且SO2的去除率大于90%。其原理是用由高能电子加速器产生的电子束（500-800kV）辐照来处理烟气，将烟气中的SO2和NOX转化为硫酸铵和硝酸铵。电子束法技术成熟，无二次污染、产物能够以氮肥（硫酸氨、硝酸氨）形式回收并可用于农业应用，且运行费用不高。
4吸附法
吸附法是利用可以循环再生的固体吸附材料（如分子筛、活性炭及含NH3泥煤等）从烟道气或废气中除去NOx。分子筛最为理想的吸附剂，国外常又来吸附硝酸尾气。
以活性炭为吸附剂的应用也较广，因为活性炭比表面积较大，且能同时脱除烟气中的SO2、NOx、烟尘粒子以及挥发性有机物等污染物。吸附法具有净化效率高，不消耗化学物质，操作方便并且可以回收NOX等优点，但由于吸附剂消耗量大，需要庞大的设备，并且吸附剂需要再生处理，因而使得投资费用高，能耗较大。 三、高级氧化技术脱硝法
1、Fenton法与UV/Fenton法
Fenton法是利用反应体系产生的羟基自由基将难溶于水的NO氧化为高价态的NOx，之后再利用液相吸收将NOX除去。曹春梅等通过利用Fenton法进行烟气脱硝实验，发现H2O2的最佳投加量为5%，在初始pH为1.5-1.8时，脱硝率为50%左右。虽然Fenton法氧化性强、操作简便，但H2O2利用率低且废液为酸性废液会造成二次污染，因而人们不断改进技术，将Fenton法与紫外光和超声波等联用，可节约成本。如UV/Fenton法就是将Fenton法与UV/H2O2两种系统结合，Fe2+与UV均能催化H2O2分解生成·OH，使系统的氧化性增强。但目前UV/Fenton法仅处于研究阶段。
2、电催化氧化法
电催化氧化技术，简称ECO技术，不仅在降解废水方面有高效作用，而且对NOx、SO2以及颗粒物等大气污染物也有很好的去除效果。其原理是首先用非热能等离子体释放高能电子，再用得到的高能电子撞击H2O分子和O2分子，生成氢氧自由基和活性氧原子。生成的自由基与NO、SO2和Hg反应，形成可溶性化合物及气溶胶。NOx和SO2氧化产物可在洗涤塔内与氨气反应生成可回收利用的铵盐。电催化氧化技术可同时脱硝脱硫，并均能达到80%以上，副产品铵鹽可作为肥料回收利用。
四、脱硝新技术
1、液膜法
液膜法是由美国能源部Pittsburgh能源技术中心（PETC）所开发的新技术。是利用液体将气体选择性吸收，并富集于液相中。并且用于净化烟气的液膜应对欲处理的气体有选择透过性。Lu等利用微生物同Fe2+的EDTA混合制成生物液膜，进行脱硝实验，结果表明此系统脱硝率达90%，且成本较Fe2+的EDTA液膜降低，在脱硝市场有良好的前景。
2、微生物法
微生物净化含有NOx废气的原理为：脱氮菌在有外加碳源的情况下，利用NOX作为氮源以生长繁殖并NOX还原成无害的N2。整个过程是NOX从气相进入填料表面的生物膜之中，并扩散进入微生物组织，可作为微生物代谢所需要的营养物，之后在固相或液相被微生物吸附并还原成N2。该过程中NO2先溶于水中形成NO3-及NO2-，之后再被微生物还原为N2，NO则是在微生物表面直接被微生物还原为N2，该方法主要利用了反硝化细菌的异化NOx反硝化作用。
SlawomirPoskrobko等用10%的菜籽饼与煤共同燃烧，结果表明利用微生物技术使NOX的排放量减少了约30%，可使原本脱硝效率为15%的SNCR技术的脱硝率提高到40%。由于烟气的气量较大，且烟气中的NO又基本不溶于水，且微生物吸附NO的能力差，使微生物脱硝法难以进行，因此微生物脱硝法仍需改进。
结束语
我国大气环境保护趋势日益严峻的背景下，我们应进一步的做好烟气脱硝技术的设计优化工作，随着科技的发展和进步，继续研究和开发新的脱硝技术，进一步提升脱硝的能力。企业也要根据自身的时间情况采取切实可行的脱硝方案，保护环境，将可持续发展的理念贯彻下去。
参考文献：
[1]马双忱， 金鑫， 孙云雪， 等.SCR 烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J] . 2012，5（7）.
[2]汪琦， 方云进. 烟气脱硝技术研究进展和应用展望[J] . 化学世界，2012，53（8）.
[3]刘德胜 .集中供热锅炉中 SCR 脱硝工艺的运用分析 [J].科技创新与生产力，2012.
【关键词】 烟气脱硝；技术；研究现状
引言
氮氧化物经紫外线照射能转化为有害的光化学烟雾。同时氮氧化物也能与空气中的水结合，生成硝酸或酸雨，从而对农作物、建筑物造成损害。另外，氮氧化物会危害人体的呼吸系统，可引起肺气肿、哮喘等疾病。国内对氮氧化物的排放控制日益严格，“十二五”期间明确指出烟气中氮氧化物的排放浓度值应控制在100mg/m3以内。目前，减少产生的技术无法满足排放标准，故应采用NOx产生后的脱除技术。
一、湿法烟气脱硝技术
1、酸、碱吸收法
酸吸收法常用的两种方法：一，是利用NO在硝酸中的溶解度较大，可用硝酸吸收NOX尾气。二，利用NOx可充分地被浓硫酸吸收，可以把NOx吸收到浓硫酸中生成硝酸硫酸，进而脱除氮氧化物。常压下碱液对NOx的脱除效率很低，因此只运用于处理含NO2超过50%的NOx废气。常用的碱性溶液包括NaOH、KOH及NH3·H2O等，其中氨对NOx脱出率最高，碱液吸收法在我国应用虽然较广，但该法在我国应用的技术水平低，脱硝效率仅在10%--80%左右。
2、液相络合吸收法
液相络合吸收法是上世纪80年代发展起来的，能够同时脱硫脱硝的新方法。络合吸收法利用了络合剂与NO反应，克服了NO难溶于水的困难，因此该方法特别适用于NO含量较高的烟气。主要包括硫酸亚铁法、Fe（Ⅱ）-EDTA法钴氨和络合氧化法等方法，但络合吸收法的吸收液失活后再生起来很缓慢，使得运行困难。其中Fe（Ⅱ）-EDTA法是利用Fe（Ⅱ）-EDTA、Fe（Ⅱ）-ED-TA-Na2SO3和FeSO4等同NO反应生成络合物，而生成的络合物加热时又可将NO释放，从而使得NO富集回收的方法。但该络合法的较反应速度缓慢，因只处于研究阶段。
3、氧化吸收法
氧化吸收法是先將NO氧化为NO2，再用碱液将NO2吸收的方法；NO不必全部氧化为NO2，因为当同时存在NO和NO2时，易反应生成N2O3，之后又可与水进一步反应生成溶解度很高的HNO2，从而达到脱硝目的。氧化剂对该法的脱硝效率起很大作用。而氧化剂包括气相氧化剂和液相氧化剂两种。气相氧化剂O3，O2，Cl2等。液相氧化剂有NaClO、NaClO2、（NH4）2CrO7等；氧化催化剂有V2O5（酸性溶液中）、分子筛、活性炭等。目前我国工业应用最广的氧化吸收法是硝酸氧化法，该法成本较其它氧化吸收法低，且硝酸的回收较为方便。
二、干法脱硝
1、SCR脱硝技术
SCR工艺技术的原理分析。作为现阶段应用的较为广泛的一类烟气脱硝技术，SCR工艺技术所取得的脱硝效果也是较为理想的，这种烟气脱硝技术的原理为采用选择性催化还原的方法。在实际应用SCR工艺技术的过程中，在相应催化剂的作用下，同时以氮氢化物作为还原剂，烟气中所含有的大量的氮氧化物就会发生化学反应，从而被还原成氮气和水，这两种物质对于大气环境都是不会造成污染的。
发生化学反应的过程中，相应的还原剂还会有选择的与烟气中残留的一部分氧气发生反应，所以，我们也将这项脱硝工艺技术称作选择性催化还原法。
实际SCR工艺技术的过程中，应科学的选择所使用的催化剂，所选择的催化剂的质量和数量对于烟气脱硝反应可能产生的温度范围是有着决定性的影响的，同时也决定着烟气脱硝工程的整体效果。
2、非选择性催化还原法
SNCR是一项成熟的技术，是向烟气中喷入液氨或尿素等含氨基的还原剂，在高温（900℃-1000℃）下，还原剂会快速热解成NH3与NOx反应，将NOx还原成N2和H2O。反应方程式如下：
4NH3+6NO→5N2+6H2O
SNCR技术脱硝率为30%-50%，SNCR还原NO的反应效率是由烟气温度、高温下停留时间等因素决定的，若反应温度过高则氨会被氧化生成额外的NOx，若温度过低则会导致反应速率慢，造成氨逃逸率升高。SNCR技术的实现不需要加入催化剂，不受煤质与煤灰的影响，并且不需额外的脱硝设备，一般也不会造成设备堵塞，因而投资及运行费用较低。但氨泄漏率大，存在二次污染，对设备腐蚀较大，仍需进一步改进。
3、等离子法和电子束法
这两种方法均是用高能电子撞击烟气分子，生成氧化性极强的O、OH和O3等自由基，将NO氧化为NO2进而与H2O和还原剂NH3反应生成硝酸铵并被电除尘器捕集去除，其脱硝率可达80%-85%。其中电子束法（EBA）是国际比较先进的烟气处理技术，既可去除氮氧化物又可去除SO2，且SO2的去除率大于90%。其原理是用由高能电子加速器产生的电子束（500-800kV）辐照来处理烟气，将烟气中的SO2和NOX转化为硫酸铵和硝酸铵。电子束法技术成熟，无二次污染、产物能够以氮肥（硫酸氨、硝酸氨）形式回收并可用于农业应用，且运行费用不高。
4吸附法
吸附法是利用可以循环再生的固体吸附材料（如分子筛、活性炭及含NH3泥煤等）从烟道气或废气中除去NOx。分子筛最为理想的吸附剂，国外常又来吸附硝酸尾气。
以活性炭为吸附剂的应用也较广，因为活性炭比表面积较大，且能同时脱除烟气中的SO2、NOx、烟尘粒子以及挥发性有机物等污染物。吸附法具有净化效率高，不消耗化学物质，操作方便并且可以回收NOX等优点，但由于吸附剂消耗量大，需要庞大的设备，并且吸附剂需要再生处理，因而使得投资费用高，能耗较大。 三、高级氧化技术脱硝法
1、Fenton法与UV/Fenton法
Fenton法是利用反应体系产生的羟基自由基将难溶于水的NO氧化为高价态的NOx，之后再利用液相吸收将NOX除去。曹春梅等通过利用Fenton法进行烟气脱硝实验，发现H2O2的最佳投加量为5%，在初始pH为1.5-1.8时，脱硝率为50%左右。虽然Fenton法氧化性强、操作简便，但H2O2利用率低且废液为酸性废液会造成二次污染，因而人们不断改进技术，将Fenton法与紫外光和超声波等联用，可节约成本。如UV/Fenton法就是将Fenton法与UV/H2O2两种系统结合，Fe2+与UV均能催化H2O2分解生成·OH，使系统的氧化性增强。但目前UV/Fenton法仅处于研究阶段。
2、电催化氧化法
电催化氧化技术，简称ECO技术，不仅在降解废水方面有高效作用，而且对NOx、SO2以及颗粒物等大气污染物也有很好的去除效果。其原理是首先用非热能等离子体释放高能电子，再用得到的高能电子撞击H2O分子和O2分子，生成氢氧自由基和活性氧原子。生成的自由基与NO、SO2和Hg反应，形成可溶性化合物及气溶胶。NOx和SO2氧化产物可在洗涤塔内与氨气反应生成可回收利用的铵盐。电催化氧化技术可同时脱硝脱硫，并均能达到80%以上，副产品铵鹽可作为肥料回收利用。
四、脱硝新技术
1、液膜法
液膜法是由美国能源部Pittsburgh能源技术中心（PETC）所开发的新技术。是利用液体将气体选择性吸收，并富集于液相中。并且用于净化烟气的液膜应对欲处理的气体有选择透过性。Lu等利用微生物同Fe2+的EDTA混合制成生物液膜，进行脱硝实验，结果表明此系统脱硝率达90%，且成本较Fe2+的EDTA液膜降低，在脱硝市场有良好的前景。
2、微生物法
微生物净化含有NOx废气的原理为：脱氮菌在有外加碳源的情况下，利用NOX作为氮源以生长繁殖并NOX还原成无害的N2。整个过程是NOX从气相进入填料表面的生物膜之中，并扩散进入微生物组织，可作为微生物代谢所需要的营养物，之后在固相或液相被微生物吸附并还原成N2。该过程中NO2先溶于水中形成NO3-及NO2-，之后再被微生物还原为N2，NO则是在微生物表面直接被微生物还原为N2，该方法主要利用了反硝化细菌的异化NOx反硝化作用。
SlawomirPoskrobko等用10%的菜籽饼与煤共同燃烧，结果表明利用微生物技术使NOX的排放量减少了约30%，可使原本脱硝效率为15%的SNCR技术的脱硝率提高到40%。由于烟气的气量较大，且烟气中的NO又基本不溶于水，且微生物吸附NO的能力差，使微生物脱硝法难以进行，因此微生物脱硝法仍需改进。
结束语
我国大气环境保护趋势日益严峻的背景下，我们应进一步的做好烟气脱硝技术的设计优化工作，随着科技的发展和进步，继续研究和开发新的脱硝技术，进一步提升脱硝的能力。企业也要根据自身的时间情况采取切实可行的脱硝方案，保护环境，将可持续发展的理念贯彻下去。
参考文献：
[1]马双忱， 金鑫， 孙云雪， 等.SCR 烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J] . 2012，5（7）.
[2]汪琦， 方云进. 烟气脱硝技术研究进展和应用展望[J] . 化学世界，2012，53（8）.
[3]刘德胜 .集中供热锅炉中 SCR 脱硝工艺的运用分析 [J].科技创新与生产力，2012.