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(shì)

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(shí)現(xiàn)脫硝。

傳統(tǒng)的煙氣脫硫脫硝工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)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(diǎn)，因此開(kāi)發(fā)工藝簡(jiǎn)單、可靠的脫硫脫硝工藝具有重要意義。臭氧脫銷(xiāo)無(wú)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(jí)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(jià)態(tài)氮氧化物。然后采用Na2S 和NaOH 溶液進(jìn)行吸收，最終將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(duì)臭氧同時(shí)脫硫脫硝過(guò)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(shí)際試驗(yàn)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(duì)采用臭氧氧化技術(shù)同時(shí)脫硫脫硝進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明在典型煙氣溫度下，臭氧對(duì)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(shí)達(dá)到86.27%。Young Sun Mok 和Heon-Ju Lee 將臭氧通入煙氣中對(duì)NO 進(jìn)行氧化，然后采用Na2S 和NaOH 溶液進(jìn)行吸收，最終將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(duì)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(shí)，NO 的脫除效率可達(dá)到85%，此工藝對(duì)NO 和SO2的脫除率最高可分別達(dá)到97%和100%。

2、臭氧同時(shí)脫硫脫硝的主要影響因素

利用臭氧同時(shí)脫硫脫硝的影響因素主要有摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、吸收液性質(zhì)等，這些因素對(duì)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(duì)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(jiàn)，O3與NO 完全反應(yīng)的摩爾比理論值為1，但在實(shí)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(duì)溫度的敏感性具有重要意義。王智化等人在對(duì)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(shí)，臭氧分解速度明顯加快。Zhihua Wang 等人也得出在25℃時(shí)臭氧的分解率只有0.5%，當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，分解率顯著增加。這些結(jié)果對(duì)研究臭氧在煙氣中的生存時(shí)間及氧化反應(yīng)時(shí)間具有重要意義。

2.3 反應(yīng)時(shí)間

臭氧在煙氣中的停留時(shí)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(shí)間在1～104s 之間對(duì)反應(yīng)器出口的NO 摩爾數(shù)沒(méi)有什么影響，而且增加停留時(shí)間并不能增大NO 的脫除率。這主要是因?yàn)殛P(guān)鍵反應(yīng)的反應(yīng)平衡在很短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到，不需要較長(zhǎng)的臭氧停留時(shí)間。

2.4 吸收液性質(zhì)

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。例如王智化等人在利用水吸收尾氣時(shí)，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(yàn)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，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(wèn)題。

3、臭氧氧化技術(shù)的工程應(yīng)用

美國(guó)BOC 公司開(kāi)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(jià)態(tài)且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通過(guò)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(jiàn)下圖：