臭氧氧化吸收脫硝法以臭氧為氧化劑將煙氣中不易溶于水的NO氧化成NO2或更高價(jià)的氮氧化物,然后以相應(yīng)的吸收液(水、堿溶液、酸溶液或金屬絡(luò)合物溶液等)對煙氣進(jìn)行噴淋洗滌,使氣相中的氮氧化物轉(zhuǎn)移到液相中,實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硝處理。 經(jīng)過氧化后的煙氣在洗滌塔中主要發(fā)生如下反應(yīng): NO2+H2O→HNO3+NO N2O5+H2O→HNO3 NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O 臭氧氧化吸收脫硝技術(shù)特點(diǎn) 與傳統(tǒng)脫硝技術(shù)相比,臭氧脫硝技術(shù)具備如下優(yōu)勢: 2.1脫除效率高 傳統(tǒng)煙氣脫硝技術(shù)經(jīng)過多年實(shí)際工程驗(yàn)證,具備一定的效率范圍,根據(jù)運(yùn)用環(huán)境不同,效率有所差別,如SNCR脫硝效率為30~70%,SCR脫硝效率一般不超過85%。但近年來,隨著環(huán)保要求的日益提高,尤其自2015年以來,超低排放對氮氧化物排放要求低于50mg/Nm3,傳統(tǒng)的脫硝技術(shù)已難以滿足環(huán)保需求。臭氧脫硝工藝,由于其化學(xué)反應(yīng)可在常溫常壓的環(huán)境下進(jìn)行,無需苛刻的如高溫、催化等特殊環(huán)境,固只要臭氧量可滿足脫除相應(yīng)氮氧化物的需求,加之良好的混合均勻性,即可滿足脫除要求。 2.2 煙氣溫度要求低 傳統(tǒng)脫硝技術(shù)對煙氣溫度有嚴(yán)格要求,而臭氧脫硝技術(shù)僅需煙氣溫度滿足低于250℃即可適用,該溫度是由臭氧分解特性決定的(臭氧穩(wěn)定性較差,常溫下緩慢分解,溫度高于250℃時(shí)迅速分解)。常規(guī)的鍋爐設(shè)備,排煙溫度都低于250℃,高于250℃的系統(tǒng)加裝余熱回收系統(tǒng)后煙氣溫度均可滿足臭氧脫硝技術(shù)對于煙溫的需求。根據(jù)示范項(xiàng)目研究表明,煙氣溫度低于150℃時(shí),本技術(shù)具有較高的效率和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性?;谀砐X工程項(xiàng)目研究結(jié)果,臭氧脫硝效率與煙氣溫度關(guān)系如圖3所示,由圖可得,煙氣溫度為250℃時(shí),脫除效率僅為不到20%,隨著煙氣溫度降低,脫除效率迅速升高,主要原因?yàn)槌粞醴纸馑俣燃眲∠陆?,臭氧可有效發(fā)生氧化反應(yīng)。當(dāng)煙氣溫度降低至150℃時(shí),脫硝效率可達(dá)70%,繼續(xù)降低煙氣溫度,脫硝效率上升速度緩慢。(該脫除效率與煙氣溫度關(guān)系基礎(chǔ)為O3/NO比例0.7。) 由于對煙氣溫度要求低,由于目前窯爐排煙溫度基本低于200℃,從技術(shù)角度講,臭氧脫硝技術(shù)可適用于絕大多數(shù)需要脫硝的工況或環(huán)境。 2.3 氧化反應(yīng)進(jìn)行迅速 與常規(guī)脫硝技術(shù)相比,雖然臭氧脫硝技術(shù)和SCR、SNCR脫硝技術(shù)均為氧化還原反應(yīng),但其差別在于臭氧氧化性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于NO,該反應(yīng)所需活化能遠(yuǎn)低于SCR、SNCR主反應(yīng)。因此臭氧脫硝反應(yīng)迅速,在臭氧與氮氧化物良好混合,充分接觸的情況下,什么條件下完全反應(yīng)時(shí)間約為0.1秒。國外相關(guān)研究表明,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,反應(yīng)時(shí)間在1~104s之間對反應(yīng)器出口的NO摩爾數(shù)沒有什么影響,增加停留時(shí)間并不能增大NO的脫除率?;诠こ添?xiàng)目研究結(jié)果表明,停留時(shí)間滿足1秒即可保證反應(yīng)完全進(jìn)行。 由于臭氧氧化氮氧化物反應(yīng)進(jìn)行極其迅速,進(jìn)行臭氧脫硝技術(shù)改造,對空間要求極小。如:SCR均需要布置完整的反應(yīng)器作為脫除的載體,SNCR需要旋風(fēng)分離器或大空間高溫蓄熱體作為反應(yīng)空間;而臭氧氧化僅需借助短距離煙道即可完成反映,根據(jù)一般鍋爐尾部煙道煙速5~12m/s估算,煙道長度僅需5~12米即可,對煙道截面積尺寸亦無要求,改造工作量極小,布置靈活。 2.4 SO2對脫硝效率影響 煙氣中同時(shí)存在SO2和NOx時(shí),國內(nèi)外研究表明,煙氣中SO2含量對脫硝效率幾乎不產(chǎn)生影響。 |