脱硫就是去掉烟气里的二氧化硫，脱硝就是去掉烟气里的氮氧化物。下面从原理、主流技术以及它们之间的关系三个维度来展开。

一、为什么需要脱硫脱硝？

在介绍技术之前，先明确一下要处理的对象：

1. 二氧化硫：主要来源于燃烧含硫的煤和石油。它是形成酸雨的主要元凶，会导致土壤和水体酸化、腐蚀建筑物。

2. 氮氧化物：主要来源于燃料高温燃烧（如汽车引擎、电厂锅炉）。它不仅是酸雨的成分之一，还是形成光化学烟雾和破坏臭氧层的重要物质，同时是形成PM2.5的前体物。

因此，国家环保标准对这两者的排放限值要求非常严格（如“超低排放”标准）。

二、烟气脱硫

脱硫技术目前非常成熟，按照反应产物的干湿形态，主要分为三大类：

1. 湿法脱硫（主流技术）

这是目前应用最广、效率最高的技术（可达到95%以上）。

• 原理：使用碱性浆液（吸收剂）喷淋烟气，让二氧化硫与碱性物质发生化学反应，生成盐类固定在溶液中。

• 代表技术：石灰石-石膏法

  • 过程：用石灰石浆液洗涤烟气，二氧化硫与石灰石反应生成亚硫酸钙，再氧化成石膏。

  • 产物：工业石膏（可作为水泥缓凝剂或建材）。

• 特点：技术可靠、效率高、成本相对较低，但会产生废水，烟囱排放会有明显的白色烟羽（需配套消白装置）。

2. 干法/半干法脱硫

• 原理：通过喷入干粉或少量水的浆液，在反应塔内与二氧化硫反应，产物为干粉状。

• 代表技术：循环流化床半干法、喷雾干燥法、炉内喷钙。

• 特点：无需废水处理，没有烟羽，适合缺水地区和改造空间有限的场地，但脱硫效率通常略低于湿法，对吸收剂品质要求较高。

三、烟气脱硝

氮氧化物的生成机理比较复杂，因此脱硝分为燃烧中控制和燃烧后控制。

1. 低氮燃烧技术（源头控制）

• 原理：通过改进燃烧器设计（如分级燃烧、浓淡分离），降低火焰温度或减少氧气浓度，从而抑制氮氧化物在燃烧过程中的生成。

• 地位：通常是脱硝的第一步，投资成本较低，但单独使用往往无法满足严格的排放标准。

2. 烟气脱硝技术（末端治理）

目前主流是选择性催化还原法和选择性非催化还原法，核心思路都是喷入还原剂（氨或尿素）将氮氧化物还原成无害的氮气和水。

• 选择性催化还原法（主流技术）

  • 过程：在催化剂的作用下（温度通常在300-400°C），氨气与氮氧化物反应。

  • 特点：脱硝效率极高（可达90%以上），是燃煤电厂和大型工业炉窑实现超低排放的首选。缺点是催化剂价格较贵，且存在寿命问题。

• 选择性非催化还原法

  • 过程：在不使用催化剂的情况下，直接在高温炉膛（温度850-1100°C）喷入还原剂。

  • 特点：成本较低，改造简单，但效率较低（30%-50%），且对温度窗口要求苛刻，温度过高氨会被烧掉，温度过低反应不完全。

四、脱硫脱硝的协同关系

在实际工程中，两者不是孤立运行的，它们之间存在互相影响：

1. 布置顺序：

   • 通常的烟气处理流程是：锅炉 → 脱硝 → 除尘 → 脱硫 → 烟囱。

   • 先脱硝是因为选择性催化还原法需要较高的烟气温度（通常在省煤器之后、空气预热器之前）。

   • 后脱硫是因为湿法脱硫会降低烟气温度，且烟气经过除尘后能减少对脱硫浆液的污染。

2. 一体化技术：

   • 为了节省占地和投资，近年来出现了一些同时脱硫脱硝技术，例如：

     • 活性焦法：利用活性焦的吸附和催化特性，同时吸附二氧化硫和催化还原氮氧化物。

     • 臭氧氧化法：利用臭氧将难溶于水的氮氧化物氧化成高价态，然后在后续的脱硫塔里被碱液一同吸收。