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臭氧低温脱硝技术
发布时间:2019-05-21 17:39:44 文章来源:康同环保 作者:康同小编 点击:179
 

  目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术,其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温,因此低温烟气脱硝技术就成为市场的必须。

  低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于•OH、•HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显著降低能耗。

  臭氧脱硝原理

  臭氧具有仅次于氟的强氧化性,完全有能力将烟气恶劣环境中的NO氧化成高价态,提高烟气中氮氧化物的水溶性,从而通过湿法洗脱。其中主要包括以下反应:

  NO+O3→NO2+O2             (1)

  NO2+O3→NO3+O2           (2)

  NO2+NO2→N2O4              (3)

  N2O4+O3→N2O5              (4)

  NO3+NO2→N2O5              (5)

  3NO2+H2O→2HNO3+NO  (6)

  N2O5+ H2O→2HNO3         (7)

  利用臭氧将NO氧化为高价态的氮氧化物后,需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等碱液。不同的吸收剂产生的脱除效果会有一定的差异。例如有人在利用水吸收尾气时,NO的脱除效率可达到86.27%,这是利用气体在水中的溶解度进行吸收,也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N2 后直接排入大气中。

  工艺流程图

  

臭氧低温脱硝技术

 

  采用臭氧脱硝技术可得到较高的NOX脱除率,典型的脱除范围为70%~90%,甚至可达到95%,并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高效率;因为未与NOX反应的O3会在洗涤器内被除去,所以不存在类似SCR中O3的泄漏问题;除以上优点外,该技术应用中 SO2和CO的存在不影响NOX的去除,而臭氧脱硝也不影响其他污染物控制技术。新大陆环保公司将LoTOx技术与自己研发的臭氧发生系统结合形成一体化的脱硫脱硝系统,用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理。经氧化后生成的N2O5通过洗涤器很容易与烟气中水分发生反应生成HNO3,然后再同洗涤剂生成盐类,最后通过洗涤清理排出系统外。具体的化学反应如下:

  N2O5+H2O→2HNO3 (9)

  HNO3+NaOH→NaNO3+H2O (10)

  臭氧脱硝系统可使NOx排放减少到10μg/g以下,可满足最严格的减排要求。并且不会使SO2转化为SO3,此外,烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或 NOX脱除效率的影响并不明显,该系统不仅可以高效去除氮氧化物,而且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。同时它不存在堵塞、氨泄漏等问题。

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