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臭氧脱硝

发布日期:2018-8-10 16:28:17    人气:17

烟气中 NOx 的主要组成是 NO(占95%),NO 难溶于水,而高价态的 NO2N2O5等可溶于水生成 HNO2 HNO3,溶解能力大大提高,从而可与后期的 SO2同时吸收,达到同时脱硫脱硝的目的。

臭氧作为一种清洁的强氧化剂,可以快速有效地将 NO 氧化到高价态。电子束法和脉冲电晕法虽然能够产生强氧化剂物质,如·OH、·HO2等,但工作环境恶劣,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。

一、臭氧脱硝工艺原理

臭氧的氧化能力极强,臭氧的氧化还原电位仅次于氟,比过氧化氢、高锰酸钾等都高。此外,臭氧的反应产物是氧气,所以它是一种高效清洁的强氧化剂将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物,然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收,达到脱除的目的。

 臭氧脱硝工艺图(插在反应过程前).jpg

二、反应过程

低温条件下,O3 NO之间的关键氧化反应如下:

NO+O3NO2+O2                     1

NO2+O3NO3+O2                    2

NO3+NO2N2O5                     3

NO+O+MNO2+M                     4

NO2+ONO3                        5

脱硝吸收主要反应原理如下:

NO+NO2+H2O→2H++2NO2-                  (6)

2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3-                (7)

N2O5+H2O→2H++2NO3-                    (8)

NO3-+NO→NO2-+NO2                      (9)

2H++CO32-→H2O+CO2                     (10)

H++OH-→H2O                          (11)

    与气相中的其他化学物质如 COSOx等相比,NOx可以很快地被臭氧氧化,这就使得NOx的臭氧氧化具有很高的选择性。因为气相中的 NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物,这就使得氧化反应更加完全,从而不可逆地脱除NOx,而不产生二次污染。经过氧化反应,加入的臭氧被反应所消耗,过量的臭氧可以在喷淋塔中分解。除了 NOx之外,一些重金属,如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。

 

三、工艺特点

1、深度脱硝,脱硝效率高,可达到90%以上;并且脱硝效率可以根据臭氧注入量控制脱硝效率的高低。

2、不使用催化剂,无催化剂中毒、反应器堵塞等问题,特别适用于催化剂颗粒物多的低温烟气脱硝工程。

3、维护费用低,不存在催化剂定期更换等问题。

4、占地面积小,模块化设备可根据现场条件灵活布置。

 

四、工艺流程说明

将臭氧注入混合反应装置内,使臭氧与烟气充分混合,将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物,包括NO2N2O3N2O5,极短的时间内完成反应。然后进入吸收塔,喷淋碱性溶液将烟气中被氧化的氮氧化物吸收,确保NOx排放浓度在200mg/Nm³以下。

烟气脱硝系统按功能分为:1、氧气源系统;2、臭氧发生及注入系统;3、湿法烟气吸收系统;4、自动控制系统等四个子系统。