臭氧脱硝技术

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目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类，其中干法脱硝中的选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）技术是市场应用最广（约占60%烟气脱硝市场）、技术最成熟的脱硝技术，其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂，在高温下直接（或催化剂的协同下）与烟气中的NOx发生氧化还原反应，把NOx还原成氮气和水。但该技术也有其巨大的局限性，由于化学反应需要在高温下进行，而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说，排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温，因此低温烟气脱硝技术就成为市场的必须。
    低温烟气脱硝技术以低温氧化技术（LoTOx）最为简单有效，由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO（占95%），NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的氧化剂，在众多氧化剂中，臭氧是最环保清洁的强氧化剂，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，另外不同于•OH、•HO2 等，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。

    臭氧脱硝原理
    臭氧具有仅次于氟的强氧化性，完全有能力将烟气恶劣环境中的NO氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而通过湿法洗脱。其中主要包括以下反应：

    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)
    

利用臭氧将NO氧化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等碱液。不同的吸收剂产生的脱除效果会有一定的差异。例如有人在利用水吸收尾气时，NO的脱除效率可达到86.27%，这是利用气体在水中的溶解度进行吸收，也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N2 后直接排入大气中。
        工艺流程图

      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。新大陆环保公司将LoTOx技术与自己研发的臭氧发生系统结合形成一体化的脱硫脱硝系统，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。具体的化学反应如下：
N2O5+H2O→2HNO3 （9）
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O （10）
      臭氧脱硝系统可使NOx排放减少到10μg/g以下，可满足最严格的减排要求。并且不会使SO2转化为SO3，此外，烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或 NOX脱除效率的影响并不明显，该系统不仅可以高效去除氮氧化物，而且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。同时它不存在堵塞、氨泄漏等问题。

     臭氧脱硝优势
     臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求，而且设备投资低、占地面积小、系统简单等优点；
      以臭氧替代其它氧化试剂，通过特殊工艺控制脱硝反应过程，使碱液吸收反应的产物以固体形式存在，实现了气态污染物（氮氧化物）的固化处理，不产生二次污染；
      采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力；
      在低温下进行氧化吸收等脱硝过程，有利于锅炉的能源回收利用，降低工程施工难度。利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进，使脱硫脱硝同时进行。

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