摘要：烟气脱硝是实现NOx减排的具体有效的措施，文章介绍了几种被广泛应用的烟气脱硝方法：选择性催化还原法(SCR)，选择性非催化还原法(SNCR)，联合脱硫脱硝技术。随着环保要求的提高，烟气脱硝势在必然。
关键词：大气污染；烟气脱硝；联合脱硫脱硝
环境保护是我国的基本国策。在我国煤炭蕴藏量大，能源结构以煤为主，我国煤炭占一次能源消费总量的75%。然而煤在燃烧过程中产生大量的灰渣、氮氧化物、二氧化硫等污染物。燃煤产生的大气污染物占污染物排放总量的比例较大，其中二氧化硫占87%、氮氧化物占67%、一氧化碳占67%、烟尘占60%。这些污染物造成的酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境污染，严重地影响了人类的居住环境。为控制燃煤电厂的氮氧化物排放，我国采取了一系列措施发展清洁发电技术，重点实现高效、低污染的目标。
目前在我国应用的脱硝技术分为两类：一类是烟气脱硝技术；另一类是低NOx燃烧技术。烟气脱硝技术以其高的脱除率，是目前发展应用的主要趋势。
一、NOx的形成原因和控制方法
在火电机组排放的多种大气污染物中，氮氧化物是受到世界极大关注的一种污染物。氮氧化物的排放对人体的致毒作用、对植物的损害以及对酸雨及光化学烟雾的形成、对臭氧层的破坏所起的作用已经得到了科学的证明。
(一)NOx的生成机理
在化石燃料的燃烧过程中，NOx的生成通过三种机理，三种机理所生成的NOx分别称作燃料型NOx、热力型NOx和快速型NOx。
1.燃料型NOx。燃料本身所含氮的有机物在高温下释放出氮和氧化合生成的NOx，称作燃料型NOx。在煤粉炉中，煤在燃烧时产生的NOx总量中约70%～80%是来自燃料型NOx。
2.热力型NOx。燃烧时空气中的氮气在高温下氧化生成的NOx，称作热力型NOx。热力型NOx形成的主要控制因素是温度，温度对热力型NOx的生成速率的影响呈指数函数关系。
3.快速型NOx。氮氢燃料在燃料过多时燃烧所产生的NOx，称作快速型NOx。
(二)NOx的控制方法
有关NOx的控制方法有几十种之多，这些方法大体上可以分为两大类：一级污染预防措施和二级污染预防措施。
1.一级污染预防措施。一级污染预防措施是指在NOx生成前的所有控制措施。一级污染预防措施主要是通过改进燃烧方式减少NOx的生成量。燃烧方式的改进通常是一种相对简便易行的减少NOx排放的措施，但这种措施会带来燃烧效率的降低，不完全燃烧损失的增加，而且NOx的脱除率也不够高，随着环保要求的不断提高，燃烧后的处理越来越成为重要而必然之势。
2.二级污染预防措施。二级污染预防措施是指在NOx生成后的控制措施，即对燃烧后所产生的烟气进行脱氮处理，又称烟气脱硝。烟气净化技术的特点是将在炉内燃烧过程中已生成的气体污染物，通过烟气处理的技术措施来大大降低氮氧化物排放量，这类烟气净化装置能大幅度地降低燃煤锅炉烟气中氮氧化物的排放浓度。
二、烟气脱硝工艺分类
烟气脱硝是用反应吸收剂与烟气接触，以除去或者减少烟气中的NOx的工艺过程。烟气脱硝技术是在低氮燃烧技术的基础上，进一步降低氮氧化物排放污染的一个主要技术措施。
目前，已经研制开发的烟气脱硝工艺有50余种，大致可归纳为干法烟气脱硝和湿法烟气脱硝。无论是干法还是湿法依据脱硝反应的化学机理，又可以分为还原法、分解法和吸附法等。
(一)干法烟气脱硝技术
干法脱硝技术的特征是用气态反应剂使烟气中的NOx还原为N2和H2O。主要有选择性催化还原法、非选择性催化还原法和选择性非催化还原法，其中选择性催化还原法和选择性非催化还原法在世界上被广泛应用。
干法脱硝的主要特点为：反应物质是干态。多数工艺需采用催化剂，并要求在较高温度下进行，因此，该类烟气处理工艺不会引起烟气温度的显著下降，无须烟气再加热系统。
1.选择性催化还原法(SCR)。用氨(NH3)作为还原剂，在催化剂的存在下，将烟气中的NOx还原成N2，脱硝率可以达到90%以上，根据所采用的催化剂不同，其适应的反应温度范围也不同，一般为300℃～340℃。由于所采用的还原剂NH3只与烟气中的NOx发生反应，而一般不与烟气中的氧发生反应，所以，将这类选择性的化学反应称为选择性催化还原法。在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。1975年在日本建立了第一个SCR系统的示范工程，其后SCR技术得到了广泛应用，其NOx的脱除率可达到80%～90%。SCR方法已成为目前国内外电站脱硝比较成熟的主流技术。
2.非选择性催化还原法(NSCR)。用CH4、CO或H2等作为还原剂，在烟温550℃～800℃范围内及催化剂的作用下，将NOx还原成N2。但是这类还原剂除了与烟气中的NOx反应以外，还与烟气中的残余氧反应，生成水和二氧化碳，因此还原剂的消耗量比选择性催化还原法高出4～5倍。另外，该反应放出的热量使烟气温度上升。这两种还原NOx的方法均以催化反应为主要特征，因此都需要在烟道的合适位置设置催化反应器，系统比较复杂。
3.选择性非催化还原法(SNCR)。在不采用催化剂的条件下，将氨作为还原剂还原NOx的反应只能在950℃～1100℃这一温度范围内进行，因此，需将氨气喷射注入炉膛出口区域相应温度范围内的烟气中，将NOx还原为N2和H2O，也称为高温无催化还原法或炉膛喷氨脱硝法。如果加入添加剂，可以扩大其反应温度范围。当以尿素为还原剂时，脱硝效果与氨相当，但其运输和使用比NH3安全方便。但是，当采用尿素作还原剂时，可能会有N2O生成。