臭氧脫硝用大型臭氧發(fā)生器（臭氧脫硝成功案例）

                                 臭氧脫硝技術(shù) 趙化強(qiáng)15101639538 qq：471003999   

1、臭氧用于煙氣脫硫脫硝的優(yōu)勢

煙氣脫硝，是指把已生成的NOX還原為N2，從而脫除煙氣中的NOX。 煙氣脫硝的原理是用氧化劑將NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或堿性溶液吸收,從而實現(xiàn)脫硝。

傳統(tǒng)的煙氣脫硫脫硝工藝已經(jīng)不能滿足嚴(yán)格的減排要求，傳統(tǒng)的工藝也存在設(shè)備投資高、占地面積大等缺點，因此開發(fā)工藝簡單、可靠的脫硫脫硝工藝具有重要意義。臭氧脫銷無非是脫掉煙氣中的NOX，煙氣中NOX的主要組成部分是NO，臭氧的高級氧化作用可以達(dá)到脫除效果，而且煙氣中的其他有害氣體也可以脫除。臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，可以容易的將NO氧化成可溶于水生成HNO2和 HNO3的NO2、N2O3、N2O5等高價態(tài)氮氧化物。然后采用Na2S 和NaOH 溶液進(jìn)行吸收，*終將NOx 轉(zhuǎn)化為N2達(dá)到脫除的目的，NOx 的去除率高達(dá)95%。

浙江大學(xué)王智化等人對臭氧同時脫硫脫硝過程中NO 的氧化機(jī)理進(jìn)行了研

究，構(gòu)建出O3與NOX 之間65步詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理比較復(fù)雜。在實際試驗中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO 的關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行研究。

低溫條件下，O3與NO 之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下：

NO+O3→NO2+O2   （1）

NO2+O3→NO3+O2  （2）

NO3+NO2→N2O5   （3）

NO+O+M→NO2+M  （4）

NO2+O→NO3       （5）

浙江大學(xué)王智化等對采用臭氧氧化技術(shù)同時脫硫脫硝進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明在典型煙氣溫度下，臭氧對NO 的氧化效率可達(dá)84%以上，結(jié)合尾部濕法洗滌，脫硫率近100%，脫硝效率也在O3/NO 摩爾比為0.9時達(dá)到86.27%。Young Sun Mok 和Heon-Ju Lee 將臭氧通入煙氣中對NO 進(jìn)行氧化，然后采用Na2S 和NaOH 溶液進(jìn)行吸收，*終將NOx 轉(zhuǎn)化為N2，NOx 的去除率高達(dá)95%，SO2去除率約為100%。王智化等將O3注入模擬煙氣進(jìn)行脫除SO2、NOx 以及Hg 的研究，然后采用堿吸收塔對煙氣進(jìn)行洗滌，結(jié)果表明NO 和Hg0的脫除率與O3的注入量有關(guān)，當(dāng)O3加入量為200ppm 時，NO 的脫除效率可達(dá)到85%，此工藝對NO 和SO2的脫除率可分別達(dá)到97%和100%。

2、臭氧同時脫硫脫硝的主要影響因素

利用臭氧同時脫硫脫硝的影響因素主要有摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、吸收液性質(zhì)等，這些因素對脫硝和脫硫效率都有不同程度的影響。

2.1 摩爾比

摩爾比（O3/NO）是指O3與NO 之間摩爾數(shù)的比值，它反映了臭氧量相對于一氧化氮量的高低。NO 的氧化率隨O3/NO 的升高直線上升。目前已有的研究中，在0.9≤O3/NO＜1的情況下，脫硝率可達(dá)到85%以上，有的甚至幾乎達(dá)到100%。根據(jù)式（1）可見，O3與NO 完全反應(yīng)的摩爾比理論值為1，但在實際中，由于其他物質(zhì)的干擾，可發(fā)生一系列其他反應(yīng)，如式（2）～（5），使得O3不能100%與NO 進(jìn)行反應(yīng)。

2.2 溫度

由于臭氧的生存周期關(guān)系到脫硫脫硝效率的高低，所以考察臭氧對溫度的敏感性具有重要意義。王智化等人在對臭氧的熱分解特性的研究中得出在150℃的低溫條件下，臭氧的分解率不高，但隨著溫度增加到250℃甚至更高時，臭氧分解速度明顯加快。Zhihua Wang 等人也得出在25℃時臭氧的分解率只有0.5%，當(dāng)溫度高于200℃時，分解率顯著增加。這些結(jié)果對研究臭氧在煙氣中的生存時間及氧化反應(yīng)時間具有重要意義。

2.3 反應(yīng)時間

臭氧在煙氣中的停留時間只要能夠保證氧化反應(yīng)的完成即可，在ISHWAR K. PURI 的研究中，反應(yīng)時間在1～104s 之間對反應(yīng)器出口的NO 摩爾數(shù)沒有什么影響，而且增加停留時間并不能增大NO 的脫除率。這主要是因為關(guān)鍵反應(yīng)的反應(yīng)平衡在很短時間內(nèi)即可達(dá)到，不需要較長的臭氧停留時間。

2.4 吸收液性質(zhì)

利用臭氧將NO 氧化為高價態(tài)的氮氧化物后，需要進(jìn)一步地吸收。常見的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等堿液。不同的吸收劑產(chǎn)生的脫除效果會有一定的差異。例如王智化等人在利用水吸收尾氣時，NO 和SO2的脫除效率分別達(dá)到86.27%和100%。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氮氧化物還原成為N2后直接排入大氣中，如Young Sun Mok 和Heon-Ju Lee 采用Na2S 和NaOH 溶液作為吸收劑，NOx 的去除率高達(dá)95%，SO2去除率約為100%，但存在吸收液消耗量大的問題。

3、臭氧氧化技術(shù)的工程應(yīng)用

美國BOC 公司開發(fā)的LoTOx 是一種低溫氧化技術(shù)，將氧/臭氧混合氣注入再生器煙道，將NOX 氧化成高價態(tài)且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通過洗滌形成HNO3。

主要的反應(yīng)如下：

NO+O3→NO2+O2 （6）

2NO2+O3→N2O5+O2 （7）

N2O5+H2O→2HNO3 （8）

煙氣處理流程見下圖：