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煙氣脫硝技術之濕法和干法

煙氣中的硝主要包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等多種化合物,對大氣污染的主要是NO2和NO,并以NO2為主。燒結煙氣產(chǎn)生的NOx主要是NO,含量≤160mg/m3。

   煙氣脫硝技術有濕法和干法之分,主要有氣相反應法、液體吸收法、吸附法、液膜法和微生物法等。其中,脫硝效率最高、技術最為成熟的是選擇性催化還原(SCR)。但目前得到廣泛商業(yè)應用的釩鈦系SCR催化劑的反應溫度一般在300℃~400℃,反應器需布置在除塵器之前。因粉塵等雜質(zhì)的毒害作用,導致催化劑的使用壽命嚴重縮短。因此,低溫煙氣脫硝催化劑的研究和開發(fā)是實現(xiàn)工業(yè)化應用的關鍵。同時,將NOx進行焚燒使之成為水蒸氣和氮氣,對NOx進行吸附從而減量化處理也可達到脫硝的效果。
濕式吸收法脫硫脫硝技術主要分為氧化吸收法、還原吸收法和絡合吸收法三大類。

   氧化吸收法。氧化吸收法是將煙氣先通過強氧化性環(huán)境,將NO轉化為NOx,進而再將NOx與H2O反應生成NO3-,再用堿性溶液吸收。因為將NO轉換為NOx的難度較大,所以此類方法氧化劑的選擇和制備是研究的核心。目前研究較多的氧化劑有HClO3、NaClO2、O3、H2O2和KMnO4等。由于H2O2無毒且無二次污染,對它的研究更多。實驗證明,H2O2與紫外光協(xié)同作用時,其脫硫脫硝性能遠遠好于單一使用H2O2。氧化吸收工藝的同時脫硫脫硝效率較高,一般該方法的脫硫效率可達到98%左右,脫硝效率在80%左右。但是因為強氧化劑的造價和運輸安全等問題,在開發(fā)出新型廉價的氧化添加劑之前,該工藝難以推廣應用。

   還原吸收法。還原吸收法的原理是用液相還原劑將NOx還原為N2,目前研究較多的還原劑主要是尿素。

   對于尿素作為還原劑的工藝,國內(nèi)一些專家學者進行了研究。實驗證明,當反應溫度為60℃、溶液的pH值為5~9、尿素溶液質(zhì)量濃度為5%~10%、添加劑(H2O2或NaClO2)添加量約為1%時,尿素能夠達到最高的脫除效率。該方法有如下特點:脫硫效率接近100%,脫硝效率能達到50%以上;副產(chǎn)品硫銨可用作肥料,不產(chǎn)生二次污染;吸收液的pH值為5~9,在中性附近,腐蝕性小,設備的造價較低;吸收劑尿素和副產(chǎn)品硫銨易于運輸和儲放,并且尿素在吸收反應時不易揮發(fā);工藝流程簡單,投資(為常用濕法脫硫設備的1/3)和運行費用有競爭力。

   絡合吸收法。絡合吸收法是向溶液中添加絡合吸收劑,將煙氣中的NO先進行固定而后再進行吸收的工藝。此法雖然在試驗中獲得60%以上的脫硝率和幾乎100%的脫硫率,但是鐵離子易被溶解氧等氧化,實際操作中需向溶液中加入抗氧劑或還原劑,再加上Fe(EDTA)和Fe(NTA)的再生工藝復雜、成本高,給工業(yè)推廣帶來一定的困難。

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