臭氧烟气脱硝技术的几个关键点！

作为以煤为主要能源供应来源的国家之一，煤燃烧产生的S02、NO等大气污染物对我国大气环境造成严重污染。根据GB13223—2011《火力发电厂大气污染物排放标准》，从2014年7月1日起，火力发电锅炉排放的氮氧化物(NOx)将全面执行新标准，浓度不超过100mg/Nm3。2014年11月23日，“煤电节能减排升级改造行动计划”对燃煤机组提出了新的要求：NOx排放量不超过50mg/Nm3。现有火电厂烟气脱硝技术主要采用较为成熟的低氮燃烧技术、SNCR和SCR等烟气脱硝技术，臭氧氧化脱硝技术由于脱硝效率高，操作维护方便，停炉时间短，对锅炉尾部烟道空间无要求，越来越多地应用于燃煤锅炉尾气处理系统。

烟气中95%以上的氧化氮为NO，其物理性质不溶于水，NO氧化产物NO2、NO3、N2O5等均溶于水，臭氧喷入烟道可达到脱硝效果。由于国家对环保要求的进一步提高，钙基湿法脱硫系统已成为脱硫工艺中脱硫效率最高、应用最广泛的工艺之一，因此，在将大量NO在烟气中氧化后，可采用钙基湿法脱硫同时脱硝。

文中简要介绍了臭氧脱硝系统的几个关键参数，以供参考。

第一、反应温度。

NO与臭氧主要基元反应(1)~(6)[1]

O3+NO→NO2+O2(1)

+空2+空3+空2+空2(2)

氮气2+氮气3→N2O5(3)

O3→O+O2(4)

no+no→no(5)

空2+O→空3(6)

由于O3与NO反应的主要产物为NO2，因此，反应(1)基本不受温度影响，反应(2)~(3)受温度影响较大，O3与NO2反应生成高价态NO5,N2O5在高温下性能不稳定，温度大于110℃时，N2O5易分解。

反应(4)臭氧的分解速率随着温度的升高而加快，文献[2-3]通过反应机理和实验证实，在150℃下，O3的热分解速率非常低，在10s内为28%，而O3和NO之间的动力学反应非常快，大约是0.01s，也就是说，O3的热分解速率对反应没有什么影响。

火炉尾部烟气温度一般为130~150℃，在此温度下，O3与NO反应主要产生NO2，未反应完的O3与NO2随烟气进入吸收塔，在60~80℃的吸收塔内，NO2与O3进一步反应产生NO5，再由脱硫喷淋浆液吸收。

第二、臭氧/NOx摩尔比。

由反应(4)可知，当O3/NOx的摩尔比为0.625时，NO与O3反应的主要产物为NO2；

从反应(4),(5),(6)来看，当O3/NOx摩尔比=1.25时，NO与O3反应的主要产物为N2O5。

相对于NO2、NO3来说，N2O5更容易被浆液吸收，为了达到更高的脱硝效率，需要尽可能多地将NOx转化为N2O5，此时O3/NOx摩尔比需≥1.25，从工程实际投运数据看，为了实现NOx的超净排放，设计O3/NOx摩尔比宜取1.5~2。其主要原因是部分氧会同时氧化体系中的其它还原成分，不能完全参与NO的氧化反应。

第三、烟熏时间。

当温度为150℃时，03-NOx的反应时间仅为0.01s，确定O3氧化NOx的主要因素为烟气场，保证O3与NOx的充分混合反应。

从NO2到N2O5气相反应的平衡时间一般为3~4s，一般吸收塔的流速为3.5~4.5m/s，为了达到反应时间要求，至少要保证投运4层喷淋层。

第四、是结论和建议。

除了上述三个关键因素外，影响臭氧脱硝效率的相关因素有烟气组成、烟气SO2浓度、吸收浆液pH值等，因此在选择臭氧脱硝系统时，应结合项目具体情况，综合考虑上述因素。与常规SNCR、SCR脱硝工艺相比，臭氧氧化脱硝对温度和烟气条件的要求较高，而臭氧氧化脱硝对烟气条件的要求较低，因此，在不适用SNCR、SCR脱硝工艺的情况下(如非电力行业)，可优先采用臭氧脱硝。