一、脱硫（Desulfurization）

脱硫是指去除烟气中的二氧化硫（SO₂），通常采用湿法、干法或半干法脱硫技术。

1. 主要脱硫技术

1. 湿法脱硫（Wet Desulfurization）

• 石灰石-石膏法（最常见）：以CaCO₃（石灰石）为吸收剂，与SO₂反应生成CaSO₃，再经氧化成CaSO₄·2H₂O（石膏）。

• 海水脱硫法：利用海水的碱性吸收SO₂，适用于沿海电厂。

• 氨法脱硫：使用氨水吸收SO₂，生成硫酸铵副产品。

2. 干法脱硫（Dry Desulfurization）

• 活性炭吸附法：利用活性炭吸附SO₂，再生后可回收硫磺或硫酸。

• 电子束法：高能电子束辐射烟气，使SO₂和NOₓ转化为硫酸盐和硝酸盐。

3. 半干法脱硫（Semi-Dry Desulfurization）

• 喷雾干燥法：利用Ca(OH)₂溶液喷雾吸收SO₂，生成干燥副产物CaSO₃和CaSO₄。

二、脱硝（Denitrification, DeNOₓ）

脱硝是去除烟气中的氮氧化物（NOₓ），常用选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。

1. 主要脱硝技术

1. 选择性催化还原法（SCR，Selective Catalytic Reduction）

• 在催化剂（如V₂O₅-WO₃/TiO₂）作用下，氨（NH₃）与NOₓ反应生成N₂和H₂O：

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

• 反应温度：300-400℃。

• 适用于燃煤电厂、锅炉、钢铁等行业。

2. 选择性非催化还原法（SNCR，Selective Non-Catalytic Reduction）

• 直接向高温区（850-1100℃）喷入NH₃、尿素（CO(NH₂)₂）或氰尿酸，利用热力学条件下的还原作用，使NOₓ转化为N₂和H₂O。

• 无需催化剂，适用于中小型锅炉。

三、脱硫脱硝过程中关键过程仪表及作用

1. 气体分析仪表

2. 流量测量仪表

3. 温度与压力测量仪表

4. 液位测量仪表

5. pH与含水率测量

脱硫脱硝的处理流程

脱硫（Desulfurization）和脱硝（Denitrification）是控制烟气污染物排放的关键技术，通常采用**“先脱硝、后脱硫”**的处理顺序，以保证污染物的高效去除。

一、脱硝（DeNOₓ）处理流程

1. 选择性催化还原法（SCR）脱硝流程（常用于大型燃煤电厂）

原理： 通过向烟气中喷入氨（NH₃），在催化剂的作用下将NOₓ还原为氮气（N₂）和水（H₂O）。

温度范围： 300~400℃

SCR脱硝流程步骤：

1. 烟气进入SCR系统：锅炉排出的高温烟气进入SCR反应器前，需测量NOₓ浓度，确定还原剂需求量。

2. 喷氨系统：按NOₓ浓度精准喷入液氨、氨水或尿素溶液。

3. 催化反应：在V₂O₅-WO₃/TiO₂等催化剂的作用下，NH₃与NOₓ发生反应，生成N₂和H₂O。

4. 烟气进入脱硫系统：脱硝后的烟气温度较高，进入后续的脱硫系统。

📌 关键设备与仪表：

• 气体分析仪（NOₓ分析仪）：检测NOₓ浓度，控制氨喷射量。

• 氨逃逸监测仪：确保NH₃用量适当，避免过量排放。

• 流量计（电磁流量计、质量流量计）：控制液氨或氨水的流量。

• 温度传感器：监测SCR反应器的温度，确保催化剂正常工作。

2. 选择性非催化还原法（SNCR）脱硝流程（适用于中小型锅炉）

原理： 在850~1100℃的高温区直接喷入氨水或尿素溶液，无需催化剂，通过热力学反应使NOₓ转化为N₂和H₂O。

特点： 投资较低，但脱硝效率（30%~50%）不及SCR（80%~90%）。

SNCR脱硝流程步骤：

1. 烟气进入高温区（850~1100℃）。

2. 喷射尿素或氨水，NOₓ被还原为N₂和H₂O。

3. 烟气进入脱硫系统，去除SO₂等污染物。

📌 关键设备与仪表：

• NOₓ分析仪：监测脱硝效果。

• 喷射系统流量计：控制尿素或氨水的喷射量。

• 温度传感器：确保反应区温度适宜（过高会生成N₂O，过低则降低脱硝效率）。

二、脱硫（DeSOₓ）处理流程

1. 湿法脱硫（FGD，Flue Gas Desulfurization）（最常见）

原理： 以石灰石（CaCO₃）浆液吸收SO₂，生成石膏（CaSO₄·2H₂O），最终脱除SO₂。

脱硫效率： 90%~98%

湿法脱硫流程步骤：

1. 烟气降温：烟气经过空气预热器（APH），降低至150~180℃，进入吸收塔。

2. 石灰石浆液喷淋吸收SO₂：

• CaCO₃ + SO₂ → CaSO₃

• CaSO₃ + O₂ + H₂O → CaSO₄·2H₂O（石膏）

3. 烟气除雾：烟气经过除雾器，去除多余的水分。

4. 清洁烟气排放：净化后的烟气进入烟囱排放。

5. 石膏脱水：石膏通过脱水系统处理后，可作为建筑材料利用。

📌 关键设备与仪表：

• SO₂气体分析仪：监测脱硫前后的SO₂浓度，控制石灰石浆液的喷淋量。

• pH计：监测浆液pH（通常维持在5.5~6.5）。

• 流量计（电磁流量计）：控制浆液流量，保证脱硫反应充分。

• 液位计（雷达/超声波）：监测吸收塔内浆液液位，防止溢流或空塔运行。

• 除雾器压差监测仪：确保烟气中水雾去除充分，避免石膏雨。

2. 半干法脱硫（喷雾干燥法）

原理： 使用Ca(OH)₂（熟石灰）或NaHCO₃（碳酸氢钠）吸收SO₂，生成固体副产物。

特点： 适用于中小型锅炉，脱硫效率（70%~90%）较湿法略低，但无废水排放问题。

半干法脱硫流程步骤：

1. 烟气降温：烟气进入反应塔，温度降低至150℃左右。

2. 喷入碱性吸收剂（Ca(OH)₂/NaHCO₃溶液），SO₂被中和。

3. 烟气进入布袋除尘器，去除生成的干粉颗粒（CaSO₃/CaSO₄）。

4. 清洁烟气排放，固体副产物回收或填埋处理。

📌 关键设备与仪表：

• SO₂气体分析仪：检测SO₂去除效率。

• 喷雾系统流量计：控制吸收剂流量。

• 粉尘监测仪：监测烟气颗粒物含量，确保达标排放。

三、脱硫脱硝一体化流程

为了提高效率和减少投资，部分电厂采用脱硫脱硝一体化技术，如电子束法或活性焦吸附法，但应用较少。

四、处理流程总结

1. 脱硝（SCR/SNCR）→ 除尘（ESP/布袋除尘器）→ 脱硫（FGD/半干法）→ 烟气排放

2. 关键控制参数：NOₓ、SO₂浓度，NH₃逃逸，浆液pH，烟气流量、温度、压力

3. 主要设备：脱硝反应器、喷氨系统、催化剂床层、吸收塔、除雾器、石膏脱水系统

脱硫脱硝系统的优化运行依赖于精确的过程控制与仪表监测，确保高效去除污染物，同时降低运行成本。

来源： MN 梦南圆