二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的排放量是我国经济发展的约束性指标,烟气脱硫和烟气脱硝设施的建设是减排的重要技术手段。我国近二十年来大量的基础研究和工程实践促进了烟气净化技术的快速发展,目前基本能满足最新的近零排放(NOx:50 mg/m3,SO2:35 mg/m3,粉尘:5mg/m3)要求,但在环保设施实际运行中尚存在低负荷下脱硝装置运行困难、脱硫废水系统投运率不高、现有工艺投资和运行费用较高等一系列问题,本文针对上述问题,分别围绕低温SCR催化剂的开发、脱硫废水零排放技术、新型生物法同时脱硫脱硝工艺等三个方面展开了较为系统的研究。论文针对现有V2O5-WO3/MoO3-TiO2体系脱硝催化剂在低温下脱硝效率不高的问题,开发了 WO3改性MnOx/TiO2及SixCei-xO2/ATS两种类型的低温催化剂,系统研究了纳米TiO2晶相结构与锻烧温度的关系、TiO2晶相结构对MnOx/TiO2催化剂影响规律、WO3掺入量对MnOx/TiO2的改性特性、改性后催化剂的活性和抗中毒(K2O、CaO、SO2、水蒸气)能力、CeO2/SiO2作用机理及脱硝性能等,获取WO3改性催化剂15%MnOx/5%WO3/TiO2性能较佳且稳定性最高,活性温度低,抗中毒能力强,在考察温度范围内(80-320℃)脱硝效率均可保持在85%以上。在此基础上对上述体系制备蜂窝催化剂进行了放大研究,优化了焙烧温度、焙烧时间、添加剂种类、添加剂含量等工艺参数,考察了空速、NH3/NO及O2含量等对其效率的影响,探究了催化剂的抗中毒、耐磨性、抗压强度及热稳定等性能,在此基础上,进一步制备工业尺寸的催化剂,并在国华太仓电厂对其进行旁路工业性能试验,结果显示该催化剂对电厂烟气具有较好的脱除性能,脱硝效率可保持在90%以上。论文针对现有物化法脱硫废水处理工艺存在的系统复杂、费用高、操作环境恶劣、Cl-净化效果差等问题,提出了一种新型的废水烟道气蒸发工艺,系统研究了该工艺对除尘器负荷、除尘器结构、电除尘器性能、粉煤灰综合利用、脱硫系统水耗、脱硫系统物质平衡的影响,搭建了单轴声悬浮试验台研究单个废水液滴的蒸发过程,获取了废水液滴蒸发的最佳粒径及停留时间。结果表明:因废水蒸发引起飞灰量增加,进而导致除尘器负荷的增加量很小,可以忽略,不会对烟气除尘效果产生影响;由于经脱硫废水增湿后的燃煤烟气的温度比其酸露点高,因此不会对除尘器及下游设备装置造成酸腐蚀;可将原有的调质处理省略进而简化操作系统;脱硫废水的蒸干产物质量很小,不到飞灰总质量的1%,对粉煤灰的综合利用不会造成任何影响;脱硫废水降低了 FGD入口的烟气温度,进而降低了 FGD系统的水消耗量;脱硫废水液滴被蒸发后能够被电除尘器捕集并进入粉煤灰中,不会造成脱硫浆液中的有害离子的富集。在此基础上,以某300 MW机组为对象进行中试实验研究,通过计算确定了烟气热量可满足废水蒸发所需热量且不会导致除尘器和下游设备酸腐蚀,并确定废水处理量;设计废水处理工艺方案并对雾化喷枪进行设计选型。中试试验结果可知,烟道气蒸发工艺在对下游工艺不产生影响前提下,可实现脱硫废水的零排放,进一步验证了该工艺的可行性。论文针对现有成熟脱硫脱硝技术运行成本高,容易造成二次污染等问题,对生物滴滤塔同时脱硫脱硝进行了系统研究,搭建生物滴滤塔试验台,以某污水处理厂活性污泥液经筛选、驯化、定向培育,挂膜25天后可以稳定实现SO2、NOx的同时净化,副产物为H2SO4和HNO3的混合液,可作为湿法冶金浸出液或复合肥,工艺具有可行性;探索采用化学、金属离子催化、填料等强化措施对净化性能的提升,通过单因素试验和正交试验获取了化学强化剂的最佳添加方式和添加量;以“吸附-生物膜”理论为基础,实验数据为依据,分别建立了强化前后生物滴滤塔净化过程的动力学模型,对SO2及NO脱除效率、出口浓度及其生化去除量三个指标的计算值与实验值验证与对比,结果表明本文所得动力学模型对于生物滴滤塔脱除烟气内SO2和NOx表现出很好相关性及适用性,且强化后其相关性显著增加;引某热电厂1000Nm3/h烟气搭建同时脱硫脱硝中试装置,并综合考察了其净化性能,试验结果表明,采用实验室获取的最佳化学强化措施后的生物滴滤塔同时脱除电厂烟气中SO2和NOx是可行的,中试装置脱硫和脱硝效率分别可达95%和40%,并根据实验结果对动力学模型进行修正,为生物法同时脱硫脱硝技术的工程应用奠定基础。