臭氧低温脱硝的原理与反应过程

来源:admin 时间:2020-10-29 05:58:58

各种不同的脱硝工艺,如低氮燃烧系统、选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、臭氧低温脱硝等,都是目前比较成熟的脱硝工艺。每一种方法都有其优缺点和适用条件。选择催化还原法(SCR)是大型燃煤锅炉最好的技术手段,而选择非催化还原法(SNCR)在垃圾焚烧、水泥窑和循环流化床锅炉中应用较为经济。此外,还存在许多既不适用SCR也不适用SNCR的机组,而臭氧低温脱硝法正好适合此类机组。

介绍了臭氧脱硝的原理、化学反应过程、主要影响因素、系统组成及CFD辅助设计。

臭氧低温脱硝的原理。

对臭氧低温脱硝原理的介绍,应从臭氧入手。臭氧(O3)是氧的高能态存在形式,无色,有异味,极不稳定,具有奇特的强氧化性,可有效地去除氮氧化物、二氧化硫、氟化物等,同时可杀菌、去污、漂白、除臭等,在将臭氧分解化学物质还原的过程中,可有效去除氮氧化物、二氧化硫、氟化物等,无二次污染。自然中,以雷击为主的雷击是“天赐的净化剂”。

鉴于其净化特性,臭氧人工发生装置的使用使其在水处理工业中得到了广泛的应用。臭氧在水中对细菌、病毒等微生物的杀灭率高,速度快,对有机物等污染物质的杀灭彻底,且无二次污染,因此,饮用水杀菌消毒是臭氧应用中最主要的环节,自来水行业是臭氧的最大市场。

浩永臭氧科技

除水处理应用外,臭氧还可有效地控制氮氧化物的污染,是一种无催化剂、无还原剂、零排放的循环清洁工艺。在石油化工领域,臭氧脱除氮氧化物(FCC)已被广泛应用,它是一种具有零吸收性、零催化剂、零污染的先进清洁工艺。

从下表中可以看出,臭氧的氧化还原电位仅次于氟,高于过氧化氢、高锰酸钾等,在人体中是非常重要的。另外,臭氧的反应产物是氧气,因此,它是一种强氧化剂,高效清洁。

在臭氧低温脱硝系统中,臭氧作为一种低温脱硝反应物,将臭氧均匀地注入烟气中,将不溶性氮氧化物(NO)转化为水溶性氮氧化合物(NO2或N2O3,或N2O5)。在现场,可以根据臭氧发生器烟气中氮氧化物的浓度,对臭氧进行定量处理。

臭氧气脱除氮氧化物是一种低温系统,不像SCR和SNCR系统那样需要更高的温度范围。在生产过程中,臭氧发生器能够及时地对烟气中的氮氧化物做出反应。不管烟气流量变化或氮氧化物含量变化,臭氧发生系统都能实时在线响应,在控制净烟气氮氧化物排放量的同时节约能源。

在臭氧低温脱硝系统中,对酸性气体和微粒不存在不良敏感性,有些微粒甚至能促进催化氧化反应。不溶NO通过一系列反应转化为NO2,并形成可溶性N2O5。烟气中的N2O5可溶性高,与烟气中的水分快速反应,形成硝酸。

臭氧低温脱硝

一氧化氮经臭氧转化为NO后进入脱硫塔,在脱硫塔内,NO2、N2O5等氧化氮与喷淋下来的碱浆迅速接触,形成硝酸盐等物质,随脱硫副产物硫酸盐一起进入脱硫后处理装置。臭氧气与NOx的反应非常迅速,臭氧处理NOx时具有很高的选择性,通过控制反应时间和臭氧量,可以方便地控制CO和SOx等化合物的氧化反应,从而提高臭氧在低温脱硝中的利用率。

化学反应过程。

臭氧低温脱硝系统是基于高次氧化氮良好的溶解性和酸碱中和反应。一般燃烧产生的NOx的主要成分是:95%NO,5%NO2。一氧化氮不溶于水,也不与碱性物质反应,而NO2相对易溶于水,可与脱硫反应中的碱性物质发生生中和反应生成亚硝酸盐,N2O5是一种高度溶解的物质,能在水中轻易溶解形成硝酸。

据此,可根据这些理化性质对氮氧化物进行氧化,同时结合脱硫塔中碱性吸收剂的酸碱中和反应,有效地去除烟气中的NOx。


脱硝臭氧发生器