臭氧脫硝原理
臭氧具有僅次于氟的強氧化性,完全有能力將煙氣惡劣環(huán)境中的NO氧化成高價(jià)態(tài),提高煙氣中氮氧化物的水溶性,從而通過(guò)濕法洗脫。其中主要包括以下反應:
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)
利用臭氧將NO氧化為高價(jià)態(tài)的氮氧化物后,需要進(jìn)一步地吸收。常見(jiàn)的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等堿液。
不同的吸收劑產(chǎn)生的脫除效果會(huì )有一定的差異。例如有人在利用水吸收尾氣時(shí),NO的脫除效率可達到86.27%,這是利用氣體在水中的溶解度進(jìn)行吸收,也有試驗利用吸收液將高價(jià)氮氧化物還原成為N2
后直接排入大氣中。
用臭氧脫硝技術(shù)可得到較高的NOX脫除率,典型的脫除范圍為70%~90%,甚至可達到95%,并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率;因為未與NOX反應的O3會(huì )在洗滌器內被除去,所以不存在類(lèi)似SCR中O3的泄漏問(wèn)題;除以上優(yōu)點(diǎn)外,該技術(shù)應用中
SO2和CO的存在不影響NOX的去除,而臭氧脫硝也不影響其他污染物控制技術(shù)。本公司將LoTOx技術(shù)與自己研發(fā)的臭氧發(fā)生系統結合形成一體化的脫硫脫硝系統,用于石油精煉廠(chǎng)中加熱器、鍋爐等的廢氣治理。經(jīng)氧化后生成的N2O5通過(guò)洗滌器很容易與煙氣中水分發(fā)生反應生成HNO3,然后再同洗滌劑生成鹽類(lèi),最后通過(guò)洗滌清理排出系統外。具體的化學(xué)反應如下:
N2O5+H2O→2HNO3 (9)
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O (10)
臭氧脫硝系統可使NOx排放減少到10μg/g以下,可滿(mǎn)足最嚴格的減排要求。并且不會(huì )使SO2轉化為SO3,此外,煙氣中的顆粒物和硫化物對臭氧消耗或
NOX脫除效率的影響并不明顯,該系統不僅可以高效去除氮氧化物,而且對二氧化硫和粉塵等顆粒物也有明顯的去除效果。同時(shí)它不存在堵塞、氨泄漏等問(wèn)題。
臭氧脫硝優(yōu)勢
臭氧脫硝技術(shù)比傳統煙氣脫硫脫硝工藝更適應環(huán)保日益嚴格的要求,而且設備投資低、占地面積小、系統簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn);以臭氧替代其它氧化試劑,通過(guò)特殊工藝控制脫硝反應過(guò)程,使堿液吸收反應的產(chǎn)物以固體形式存在,實(shí)現了氣態(tài)污染物(氮氧化物)的固化處理,不產(chǎn)生二次污染;采用臭氧的高級氧化技術(shù)不僅對NOX具有良好的脫除效果,而且對煙氣中的其他有害污染物,比如重金屬汞也有一定的去除能力;在低溫下進(jìn)行氧化吸收等脫硝過(guò)程,有利于鍋爐的能源回收利用,降低工程施工難度。利用國內現有較為成熟的濕法脫硫工藝并加以改進(jìn),使脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行
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