所谓臭氧脱硝,指的是除去烟气中的NOx,NOx主要是NO和NO2组成,而NO含量占90%以上。要除去烟气中的NO和NO2,就必须研究NO和NO2的性质。NO是一种惰性氧化物,它虽然溶于水,但不能生成氮的含氧酸。

在0℃时,一体积水可溶解0.07体积的NO。NO最特殊的化学性质是加合作用,在常温下能与空气中的氧化合,生成红棕色的NO2。NO是不稳定的,和O2相遇,能使O2分裂成氧原子,并和其中的一个氧原子结合成NO2。NO2是红棕色有特殊臭味的气体,在-10℃左右聚合成N2O4,在120℃时N2O4全部分解成NO2,温度再高NO2开始分解成NO和O2;NO2溶于水生成xiao酸和亚xiao酸;亚xiao酸和后面的脱硫NH3反应生成xiao酸铵,更溶于水。NO2的毒性是NO的5倍。

NO和NO2是怎样产生的呢?一般情况下N2和O2和不发生化合反应。氮氧化合物是在空气中放电时或在高温燃烧过程中产生的,首先生成NO,然后由NO氧化成NO2。在高温燃烧过程中空气中的氮和燃料中的氮化物等不可能燃烧的物质与氧起化学反应,首先形成NO,随后它的一部分在烟道内与氧化合形成NO2,大部分的NO从烟囱中排入大气,并与大气中的氧结合成NO2。而未被氧化成NO2的NO就在大气中与NO2共存下来。 在燃烧过程中燃烧气体温度越高,过剩空气越多,形成NO量就越多。即在燃烧效率越高的情况下,NO越容易生成。这种燃烧方式生成的NO2中NO占90%以上,NO2较少。 按照常用的燃烧方式,煤的燃烧物中NO2的含量为500-1500ppm。
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。

将低温氧化技术与臭氧发生系统结合形成一体化的脱硫脱硝系统,可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。
强制氧化-尿素还原法(FO-UR)烟气臭氧脱硝技术优点是:
1.烟气脱硝过程中不使用催化剂,因此无催化剂的投资及使用过程中的更换成本,操作费用相对较低;
2.操作温度低,可以在50~70℃下稳定操作,避免了一般烟气脱硝对高温(zui低200℃以上)的依赖。
3.脱硝反应后生成产物为N2、CO2 和H2O,无二次污染物产生。

4.脱硝反应过程中脱硝使用化学品是尿素,为固体形态,相对于其它脱硝过程中要求的液氨等化学品,储运及使用过程中更加安全、环保。
5.脱硝反应过程中反应条件温和,设备腐蚀小。
6.运行过程中可根据环保要求以及废气中氮氧化物含量随时调整,操作简便,安全可靠,操作弹性大。
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