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文档简介
用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中NOx及SO2的试验研究一、本文概述随着工业化的快速发展,锅炉烟气排放带来的环境问题日益突出,其中氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SO2)是主要的污染物之一。这两种化合物不仅会对大气环境造成严重影响,还会危害人类健康。因此,寻求一种有效的烟气脱硝脱硫技术成为了当前环保领域的研究热点。本文旨在探讨臭氧氧化技术在锅炉烟气同时脱除NOx及SO2的应用效果,为工业锅炉烟气治理提供新的思路和方法。臭氧氧化技术作为一种先进的氧化技术,具有反应速度快、氧化能力强、无二次污染等优点,因此在烟气脱硝脱硫领域具有广阔的应用前景。本文首先介绍了臭氧氧化技术的基本原理及其在烟气治理中的应用现状,然后通过实验研究了臭氧氧化技术在同时脱除NOx和SO2过程中的影响因素和反应机理,最后对实验结果进行了分析和讨论,得出了相关结论。本文的研究结果将为臭氧氧化技术在锅炉烟气治理中的实际应用提供理论依据和技术支持,有助于推动工业锅炉烟气治理技术的发展和创新。本文的研究也有助于提高人们对臭氧氧化技术的认识和理解,为其他领域的环境保护工作提供借鉴和参考。二、臭氧氧化技术原理臭氧氧化技术是一种高效、环保的烟气净化技术,其原理主要基于臭氧(O₃)的强氧化性。在锅炉烟气处理中,臭氧能够与烟气中的多种污染物发生化学反应,从而有效地脱除NOx和SO₂。对于NOx的脱除,臭氧能够将其氧化为更高价态的氮氧化物,如NO₂和N₂O₅。这些高价态的氮氧化物进一步与水蒸气反应生成硝酸或硝酸盐,从而被脱除。臭氧还能与烟气中的一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOCs)发生反应,生成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O),进一步净化烟气。对于SO₂的脱除,臭氧能够将其氧化为硫酸(H₂SO₄)或硫酸盐。在适当的条件下,硫酸或硫酸盐可进一步被脱除,从而达到净化烟气的目的。值得注意的是,臭氧氧化技术在处理烟气中的SO₂时,不需要添加额外的化学试剂,因此具有较低的运行成本和环境影响。臭氧氧化技术的另一个优点是反应速度快、效率高。由于臭氧具有极强的氧化性,它能在短时间内与烟气中的污染物发生反应,从而迅速降低污染物的浓度。臭氧氧化技术还具有较高的选择性,能够针对特定的污染物进行脱除,而不影响烟气中的其他成分。臭氧氧化技术通过利用其强氧化性,能够高效、快速地脱除锅炉烟气中的NOx和SO₂。该技术还具有较低的运行成本和环境影响,因此具有广泛的应用前景。三、试验装置与方法本研究旨在探讨利用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中的NOx和SO2。试验装置的设计与实施对于准确评估臭氧氧化技术的效果至关重要。试验装置主要由烟气发生系统、臭氧发生系统、反应系统和烟气分析系统四部分组成。烟气发生系统模拟实际锅炉烟气,包含NOx和SO2的混合气体。臭氧发生系统通过电解法产生臭氧,为反应提供氧化剂。反应系统是一个可调节温度和压力的反应器,用于模拟烟气与臭氧的氧化反应过程。烟气分析系统则采用气体分析仪,实时监测反应前后烟气中NOx和SO2的浓度变化。试验开始前,先对烟气发生系统和臭氧发生系统进行校准,确保产生的烟气成分和臭氧浓度准确可靠。随后,将模拟烟气通入反应系统,通过调节反应温度和压力,控制反应条件。同时,将臭氧发生器产生的臭氧通入反应系统,与烟气中的NOx和SO2发生氧化反应。反应过程中,通过烟气分析系统实时监测NOx和SO2的浓度变化,记录反应时间和各组分浓度的关系。为了全面评估臭氧氧化技术的效果,本研究设置了不同反应温度、压力和臭氧投加量等条件,进行了多组对比试验。通过对比不同条件下的试验结果,分析各因素对NOx和SO2脱除效率的影响,确定最佳反应条件。本研究还采用了扫描电子显微镜(SEM)、射线衍射(RD)等表征手段,对反应前后的催化剂进行形貌和结构分析,揭示臭氧氧化过程中催化剂的作用机制。试验过程中获得的数据通过Excel软件进行整理和处理,计算NOx和SO2的脱除效率。利用Origin软件绘制图表,直观展示各因素对脱除效率的影响趋势。通过对试验数据的分析和讨论,评估臭氧氧化技术在脱除锅炉烟气中NOx和SO2的可行性和优势。本试验装置与方法的设计旨在全面评估臭氧氧化技术在脱除锅炉烟气中NOx和SO2的效果,为后续的研究和应用提供有力支持。四、试验结果与讨论在本试验中,我们采用臭氧氧化技术,对锅炉烟气中的NOx和SO2进行了脱除处理。通过一系列的试验操作和数据分析,获得了以下重要的结果和发现。我们观察到臭氧氧化技术在处理锅炉烟气中的NOx和SO2时表现出良好的性能。在适当的臭氧投加量和反应条件下,NOx和SO2的脱除效率均达到较高的水平。这一结果表明,臭氧氧化技术对于同时脱除锅炉烟气中的NOx和SO2是可行的。我们对臭氧投加量、反应温度和反应时间等因素进行了详细的研究。结果表明,臭氧投加量的增加会提高NOx和SO2的脱除效率,但过高的臭氧投加量也会导致能耗的增加和副产物的生成。同时,反应温度的升高有利于NOx和SO2的脱除,但过高的温度可能导致臭氧的分解,从而降低脱除效率。反应时间的延长也会提高脱除效率,但过长的反应时间可能导致设备尺寸的增加和成本的提高。在试验过程中,我们还发现了一些有趣的现象。例如,在臭氧氧化过程中,NOx和SO2的脱除速率呈现不同的趋势。NOx的脱除速率较快,而SO2的脱除速率较慢。这可能是由于NOx和SO2在臭氧氧化过程中的反应机理不同所致。我们还发现,当烟气中存在其他污染物时,可能会对NOx和SO2的脱除效率产生影响。通过对试验结果的深入分析,我们提出了一些优化臭氧氧化技术的建议。应进一步优化臭氧投加量、反应温度和反应时间等参数,以提高NOx和SO2的脱除效率并降低能耗。可以研究采用催化剂等方法来加速臭氧氧化反应,进一步提高脱除效率。还可以考虑将臭氧氧化技术与其他烟气净化技术相结合,以实现对多种污染物的协同脱除。本试验研究表明,臭氧氧化技术在同时脱除锅炉烟气中的NOx和SO2方面具有良好的应用前景。通过进一步优化参数和技术创新,有望实现更高效、环保的锅炉烟气净化过程。本试验结果为臭氧氧化技术在其他领域的应用也提供了一定的参考和借鉴价值。五、结论与展望本研究对使用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中的NOx及SO2进行了深入的试验研究。试验结果表明,臭氧氧化技术在适当的操作条件下,能够有效地将NOx和SO2转化为易于脱除的化合物,如硝酸盐和硫酸盐,从而实现同时脱除的目的。与传统的烟气脱硝和脱硫技术相比,臭氧氧化技术具有更高的脱除效率和更低的能耗,显示出其在实际应用中的潜力。然而,研究也发现,臭氧氧化技术的效率受到烟气成分、反应温度、臭氧投加量等多种因素的影响。因此,在实际应用中,需要对这些因素进行细致的控制和优化,以实现最佳的脱除效果。尽管臭氧氧化技术在脱除锅炉烟气中的NOx及SO2方面显示出良好的应用前景,但仍有许多方面需要进一步的研究和改进。需要深入研究臭氧与烟气中各种成分的化学反应机理,以更准确地预测和控制反应过程。需要开发更高效的臭氧生成和投加技术,以降低运行成本并提高脱除效率。对于反应后产物的处理和处置,也需要进行深入的研究,以防止二次污染。未来,我们期待通过不断的研究和创新,使臭氧氧化技术成为一种高效、环保、经济的锅炉烟气净化技术,为我国的环保事业做出更大的贡献。我们也期待与更多的研究者和企业合作,共同推动这一技术的发展和应用。参考资料:随着工业化的快速发展,燃煤电厂的烟气排放已经成为大气污染的主要来源。为了应对这一问题,国内外研究人员和工程师们都在积极开发同时脱硫脱硝的技术。本文将概述这些技术的最新研究进展。Wet-FGD+SCR法是目前国内外广泛应用的脱硫脱硝一体化技术。其中,Wet-FGD即湿式烟气脱硫,通常采用石灰或石灰石的钙法,能高效地脱除SO2,效率可达90%以上。而SCR法则是采用尿素或NH3作为催化剂,在最佳反应温度250°C~427°C之间,能有效地脱除NOx,脱硝率达80%~90%。然而,这种组合技术也存在一些问题,例如设备投资大、占地面积大、运行费用高等。SCR法在高温下容易生成二次污染物N2O,因此,如何提高脱硝效率并减少二次污染物的生成,是今后需要研究解决的关键问题。氯酸氧化是一种湿式处理工艺,采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段进行处理。该技术在处理烟气的同时,能有效地脱除SO2和NOx。然而,氯酸氧化技术对设备的要求较高,且运行过程中会产生一些有害副产物,如氯化氢和氯气等,这些副产物的处理和排放问题也需要进一步研究和解决。电子束辐射法是一种干法同时脱硫脱硝技术。该技术利用高能电子束照射烟气,产生自由基和强氧化剂,这些物质能与烟气中的SO2和NOx反应,生成硫酸和硝酸,然后与加入的氨气反应,生成硫酸铵和硝酸铵,从而实现同时脱硫脱硝。电子束辐射法的优点是流程简单、设备紧凑、能耗低等。然而,该技术的缺点是生成物为固体粉末,需要进行分离和回收,否则会对环境和设备造成污染和磨损。等离子体法是另一种干法同时脱硫脱硝技术。该技术利用高电压电离空气或烟气,产生大量的自由基和活性粒子,这些活性粒子与烟气中的SO2和NOx反应,生成硫酸和硝酸,然后与加入的氨气反应,生成硫酸铵和硝酸铵。等离子体法的优点是反应速度快、效率高、无二次污染等。然而,该技术的缺点是设备投资大、运行费用高、需要频繁更换电极等。目前,国内外对于电厂燃煤锅炉烟气同时脱硫脱硝技术的研究已经取得了一定的进展,但仍存在一些问题和挑战。例如,湿法技术虽然成熟,但存在设备庞大、运行费用高等问题;干法技术虽然流程简单、设备紧凑,但存在生成物需要处理等问题。因此,未来的研究方向应该是寻找更加高效、环保、经济的烟气处理技术。还需要加强对于二次污染物的控制和处理技术的研究,以实现真正的环保目标。燃煤烟气中的硫氧化物(SO2)、氮氧化物(NO)和汞(Hg0)是煤燃烧过程中的主要污染物。这些污染物的排放不仅会对环境造成严重的影响,还会对人体健康产生威胁。因此,如何同时氧化及脱除这些污染物成为了一个亟待解决的问题。本实验旨在研究燃煤烟气中SONO和Hg0的同时氧化及脱除方法,为燃煤烟气治理提供理论支持和技术指导。本实验采用了湿式氧化法,首先将燃煤烟气通过吸收塔,使用碱性吸收剂吸收烟气中的SO2和NO,然后在氧化塔中加入氧化剂,将吸收剂中的SO2和NO氧化为硫酸盐和硝酸盐。同时,在吸收塔中加入还原剂,将Hg0还原为Hg2+离子,最后使用沉淀剂将Hg2+离子沉淀下来。通过控制实验条件,研究温度、压力、吸收剂种类和浓度、氧化剂种类和浓度、还原剂种类和浓度等因素对污染物氧化及脱除效果的影响。实验结果表明,在实验条件下,湿式氧化法对SO2和NO的氧化及脱除效果较好,脱除率可达到90%以上。同时,还原剂的使用可使Hg0的还原率达到90%以上。通过对比实验结果发现,温度对SO2和NO的氧化及脱除效果影响较大,而压力的影响较小。吸收剂和氧化剂的种类及浓度对污染物氧化及脱除效果也有一定的影响。本实验研究了燃煤烟气中SONO和Hg0的同时氧化及脱除方法,发现湿式氧化法在实验条件下对SO2和NO的氧化及脱除效果较好,对Hg0的还原效果也较好。通过对比实验结果发现,温度是影响污染物氧化及脱除效果的重要因素。吸收剂和氧化剂的种类及浓度对污染物氧化及脱除效果也有一定的影响。本实验为燃煤烟气治理提供了一定的理论支持和技术指导,但仍存在一些问题需要进一步研究。实验过程中使用的吸收剂和氧化剂的消耗量较大,可能会导致运行成本较高。实验过程中产生的废液处理也是一个需要解决的问题。未来可以进一步研究如何提高吸收剂和氧化剂的利用效率,以及如何降低废液的产生和处理成本。同时,还可以研究其他同时氧化及脱除污染物的方法,如催化氧化法、生物法等,以提供更多的选择和技术支持。氮氧化物是大气主要污染源之一,在许多化工生产过程中,原料气中含有一定量的NOx,必须首先进行脱除才能满足工艺生产的要求。常用脱除方法包括还原法、液体吸收法等离子体活化法、生化法脱硝技术和吸附法。氮氧化物是大气主要污染源之一,通常所说的氮氧化物(NOx)包括N2O、NO、NON2ON2ON2O5等,其中污染大气的主要是NO和NO2,N2O也是大气污染物,它对高层大气的污染尤甚。人类活动排放的NOx虽然仅是天然形成的NOx的1/10左右,但由于排放浓度高,地点集中,危害很大。NOx的排放给自然环境和人类生产生活带来的危害主要包括:NOx对人体有致毒作用;对植物的损害作用;NOx是形成酸雨、酸雾的主要原因;NOx与碳氢化合物形成化学烟雾,造成二次污染;N2O参与臭氧层的破坏。所以,各国相继制定了含NOx废气排放指标,对NOx的放空量进行了限制。随着人类对环保要求的提高,对NOx的排放要求会越来越严格。在许多化工生产过程中,原料气中含有一定量的NOx,必须首先进行脱除才能满足工艺生产的要求。还原法可分为催化还原和非催化还原两类。催化还原法又依还原剂是否和气源中的O2发生反应而分为选择性催化还原法和非选择性催化还原法。目前研究和应用较多的属于还原法脱硝的工艺主要有以下几种:气源中的NO2和NO在一定温度和催化剂的作用下,被还原剂(HCO、CH4及其它低碳氢化合物等)还原为N2,同时还原剂还与气源中的O2反应生成H2O和CO2。在这种脱硝过程中,反应需借助于催化剂的催化作用,而还原剂与NOx和O2都发生反应,无选择性,所以称作非选择性催化还原反应。其它还原剂的还原反应类同。常用的还原剂有合成氨释放气、焦炉气、天然气、炼油厂尾气和汽化石脑油等,可总称为燃料气。常用催化剂有铂(Pt)和钯(Pd)。由于反应过程中放出大量的热,流程中应设置废热锅炉予以回收。对于在贫燃条件下燃烧排放的废气,由于存在着过量氧,不但消耗了还原剂,还会使催化剂失去活性。寻找在贫燃条件下仍具有高活性的NOx还原催化剂,仍是目前研究的一大课题。此法以NH3作还原剂,在较低温度和催化剂的作用下,NH3有选择地将废气中的NOx还原为N2,同尾气中的O2不反应或很少反应,因而还原剂用量少。NH3还原NOx的主要反应如下:当条件改变时,还有可能发生一些副反应。应用氨选择性催化还原法NOx的脱除率可达80%~90%,但费用仍然很高,经济上也不很合理,气源需预处理以防止催化剂中毒,需消耗一定数量的氨,大多数装置(特别是综合法)还消耗燃料气;而且由于大多数操作时NH3/NOx大于2,不少装置排放气中NH3浓度达(500~800)×10-6,造成了二次污染。该法利用炭为还原剂还原废气中的NOx,属于无触媒非选择性还原法。与以燃料气为还原剂的非选择性催化还原法相比,不需要价格昂贵的铂/钯贵金属催化剂,因而不存在催化剂中毒所引起的问题;和NH3选择性催化还原法相比,炭价格比较便宜,来源很广。当气源中O2含量较高时,虽然炭消耗量很大,但O2和NOx与炭的反应都是放热反应,消耗定量的炭所放出的热量与普通燃烧过程基本相同,这部分反应热量可以回收利用。当尾气中存在O2时,O2与炭反应生成CO,CO也能还原NOx:动力学研究表明,O2与炭的反应先于NO与炭的反应,故尾气中O2的存在使炭耗量增大。不少人企图控制O2与炭的反应,或用催化剂改变NO和O2与炭的反应活性顺序,至今没有取得令人满意的结果。由于非选择性还原法需要消耗大量燃料气或固体炭,选择性催化还原法则消耗大量NH3,若能将NOx直接催化分解为N2和O2,便可达到既消除污染,又节约能源和资源的目的。催化分解法正是基于这种思想而展开研究的。对NOx的分解有催化作用的组分有铂系金属、过渡金属、稀土金属及其氧化物等。有些催化剂的分解效率高但不能持久,主要原因是NOx分解后产生的氧不易从载体上脱除,易使催化剂丧失活性。用炭代替传统的载体物质(Al2O3和SiO2等)制成脱硝催化剂,炭易与氧结合为气态物质CO、CO2等,可使氧从炭的表面脱除,从而避免催化剂表面上的活性中心因吸附氧而中毒。另外,炭本身就是还原剂,它易于将NO2还原为NO或N2O。但因反应过程消耗炭载体,该催化剂寿命将取决于炭的消耗速度,尤其是对氧含量较高的气体,寿命较短,该法还在进一步的研究中。但是NO不与水发生反应,它在水中的溶解度也很低。因而常压下水吸收法效率不高,特别不适用于燃烧废气脱硝,因为燃烧废气中NO占总NOx的95%。增加压力虽有助于吸收过程的进行,但需增加投资和能耗,通常不专门为常压或低压的NOx废气增设加压装置。在硝酸工厂采用的所谓“强化吸收”或“延长吸收”法的实质也是水吸收法。由于该法既能回收NOx增产硝酸又可使出口尾气浓度达到排放标准,一度成为新建硝酸工厂用于尾气治理的主要方法。由于NO在稀硝酸中的溶解度比在水中大得多,故可用硝酸吸收NOx废气。NO在12%以上的硝酸中的溶解度比在水中大100倍,因此对NO含量较高的气源的脱除效果很好。该法可用于硝酸尾气的处理。在硝酸尾气处理过程中,可以通过提高吸收压力、降低吸附温度、采用富氧氧化、控制余氧浓度等方法来提高NOx的脱除效率。浓硫酸吸收NOx可以生成亚硝基硫酸NOHSO4和混合硫酸,反应如下:由于生成的亚硝基硫酸可用以浓缩稀硝酸,因此在采用硫酸吸收NOx的同时,又提浓了稀硝酸。此法应用不多,只在用浓硫酸提浓硝酸以制取浓硝酸时可以考虑。碱性溶液和NO2反应生成硝酸盐和亚硝酸盐,和N2O3(NO+NO2)反应生成亚硝酸盐。碱性溶液可以是钠、钾、镁、铵等离子的氢氧化物或弱酸盐溶液。当用氨水吸收NO2时,挥发的NH3在气相与NOx和水蒸汽还可反应生成气相铵盐。这些铵盐是1~10μm的气溶胶微粒,不易被水或碱液捕集,逃逸的铵盐形成白烟;吸收液生成的NH4NO2也不稳定,当浓度较高、吸收热超过一定温度或溶液pH值不合适时会发生剧烈分解甚至爆炸,因而限制了氨水吸收法的应用。碱液吸收法的优点是能将NOx回收为有销路的亚硝酸盐或硝酸盐产品,有一定经济效益。工艺流程和设备也较简单。缺点是吸收效率不高。对NO2/NO的比例也有一定限制。碱液吸收法广泛用于我国常压法、全低压法硝酸尾气处理和其他场合的NOx碱液吸收法废气治理。但该法在我国应用的技术水平不高,吸收后尾气浓度仍很高,常达(1000~8000)×10-6之多,无法达到排放要求。因此,我国碱液吸收法有待技术改造,以发挥它具有经济效益的优点,克服吸收效率低的缺点。改造的途径,一是有效控制废气中NOx的氧化度,二是强化吸收操作,改进吸收设备和吸收条件。NO除生成络合物外,无论在水中或碱液中都几乎不被吸收。在低浓度下,NO的氧化速度是非常缓慢的,因此NO的氧化速度是吸收法脱除NOx总速度的决定因素。为了加速NO的氧化,可以采用催化氧化和氧化剂直接氧化。而氧化剂有气相氧化剂和液相氧化剂两种。气相氧化剂有OOCl2和ClO2等;液相氧化剂有HNOKMnONaClONaClO、H2OKBrOK2Br2ONa3CrO(NH4)2CrO7等。还有利用紫外线氧化的。NO的氧化常与碱液吸收法配合使用,即用催化氧化或氧化剂将尾气中的NO氧化后用碱液回收NOx。它的实际应用决定于氧化剂的成本。硝酸氧化时成本较低,国内硝酸氧化-碱液吸收流程已用于工业生产,其他氧化剂因成本高国内很少采用。该法用液相还原剂将NOx还原为N2,即湿式分解法。常用的还原剂有亚硫酸盐、硫化物、硫代硫酸盐、尿素水溶液等。液相还原剂同NO的反应并不生成N2而是生成N2O,而且反应速度不快。因此,液相还原法必须预先将NO氧化为NO2或N2O3。随着NOx氧化度的提高,还原吸收率增加。由于还原吸收是将NOx还原为无用的N2,因此,为了有效地利用NOx,对于高浓度NOx废气,一般先采用碱液或稀硝酸吸收,然后再用还原法作为补充净化手段。这是一种利用液相络合剂直接同NO反应的方法,因此,对于处理主要含有NO的NOx尾气具有特别意义。NO生成的络合物在加热时又重新放出NO,从而使NO能富集回收。目前研究过的NO络合吸收剂有FeSOFe(Ⅱ)-EDTA和Fe(Ⅱ)-EDTA-Na2SO3等。在实验装置上,该法对NO的脱除率可达90%,但在工业装置上很难达到这样的脱除率。PeterHarriott等人在中试规模达到了10%~60%的NO脱除率。液相络合吸收法目前未见工业化报道,主要问题是为回收NOx必须选用不使Fe(Ⅱ)氧化的惰性气体将NO吹出,而且络合反应的速度也有待进一步提高。等离子体活化法是80年代发展起来的一种干法烟气脱硫脱硝技术,其特征是在烟气中产生自由电子和活性基因,可同时脱除NOx和SO2。该法可分为两大类:电子束法(EBDC)和脉冲电晕等离子法(PPCP)。前者利用电子加速器获得高能电子束(500~800keV),后者利用脉冲电晕放电获得活性电子(5~20eV)。电子束辐照烟气脱硝是利用高能射线(电子束或γ射线)照射工业废气,发生辐射化学变化,从而将NOx除去,同时可除去SO2。一般认为,该反应为自由基反应。高能射线照射工业废气,其中水被分解为OH、O、HO2等自由基,这些极为活泼的自由基与NOx反应生成酸,经分离达到净化目的。电子束法已达中试阶段,脱硝率达75%左右,脱硫率达90%以上。此法工艺简单,投资低,占地小。但是需要昂贵的电子加速器,处理单位体积烟气的能耗也较高,并要求有射线屏蔽装置,难以大规模推广。电晕法由电子束法发展而来。该法克服了电子束法的缺陷,省掉了昂贵的加速器,避免了电子枪寿命和射线屏蔽等问题,可直接应用到现有除尘装置上。该法在电晕放电过程中,产生的活化电子与气体分子碰撞,产生OH、N、O等自由基和O3。这些活性物质首先把气态的SO2和NOx转变为高价氧化物,然后形成HNO3。在有氨注入的情况下,进一步生成硝铵等细粒气溶胶。产物可用常规方法(ESP或布袋)收集,完成从气相中的分离。脉冲电晕等离子体活化法烟气脱硫脱硝是一种物理和化学相结合的技术,脱硝过程耗能低,气体温度也不会升高。所以这种方法也被称为“冷等离子体法”或“非平衡等离子体法”。其工业化过程的关键在于降低能耗(<3kWh/Nm3)。此法占地小,设备费低,操作方便,无二次污染,具有很大的社会效益和市场应用潜力。目前脉冲电晕等离子体的研究大多用加氨制肥料的方法,如果直接将SONOx分解制得产品,则经济效益更大。这些研究尚有待进一步探讨。废气的生物化过程是利用微生物的生命活动将废气中的有害物质转化为简单而无害的无机物和微生物的细胞质。微生物的种类繁多,特定的待处理成分都有其特定的适宜处理的微生物群落。生化法净化废气通常可分为生物洗涤、生物过滤及生物滴滤等几种形式。该法的基本原理是:适宜的脱氮菌在有外加碳源的情况下,利用NOx作氮源,将NOx还原为最基本的无害的N2,而脱氮菌本身获得生成繁殖。其中NOx先溶于水形成NO3-及NO2-,再被生物还原为N2,而NO则是被吸附在微生物表面后直接被生物还原为N2。微生物法处理污染物是一自然过程,人类所研究的只是强化和优化该过程,主要是从强化传质和控制有利于转化反应过程的条件两方面着手。随着研究的不断深入,该技术将会从各方面得到全面的发展。吸附法是利用吸附剂对NOx的吸附量随温度或压力变化而变化,通过周期性地改变操作温度或压力控制NOx的吸附和解吸,使NOx从气源中分离出来,属于干法脱硝技术。根据再生方式的不同,吸附法可分为变温吸附法和变压吸附法。变温吸附法脱硝研究较早,已有一些工业装置。变压吸附法是最近研究开发的一种较新的脱硝技术。吸附法的净化效率高,脱除精度深,可回收NOx制硝酸产品。实验结果表明,在脱除率相同时,本法的经济亏损比其它方法少。分子筛吸附法国外已有工业装置用于硝酸尾气处理。它可将NOx浓度由(1500~3000)×10-6降到50×10-6,用吸附法从尾气中回收的硝酸量可达工厂生产量的5%。我国进行了半工业试验。用作吸附剂的分子筛有氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝光沸石、13型分子筛等。吸附后的分子筛可用干燥后的净化气或水蒸汽加热再生。当用干燥的净化气再生床层,如尾气中NOx含量为35%~38%、入口温度为10±2℃时,相应的绝热吸附床层平均温度可控制在25~35℃。如控制净化气中NOx含量不超过50×10-6,NOx净化率>97%,当空速为1280h-1时,吸附量为30~35mL/g,空速为1030h-1时,吸附量达37mL/g,能增加0%左右的硝酸产量。再生时要求再生气入口温度为350℃。德国某公司的一项专利技术,采用专用分子筛的变温吸附工艺,用原料气作为再生气源,回收利用NOx,用于硝酸尾气NO的回收。再生温度约200℃,据称也可将NOx脱除到1×10-6左右,而再生气中NOx最高浓度可达50%,便于回收。日本在分子筛吸附剂脱除NOx方面进行了较多的研究,提出了一些适用于低浓度、大气量的脱除NOx(或同时脱除SOx)的方法,这些方法的核心在于吸附剂的制备,针对不同的废气源配置工艺过程。但工业化报道不多。活性炭对低浓度NOx有很高的吸附能力,其吸附量超过分子筛和硅胶。但由于活性炭在300℃以上有自燃的可能,给吸附和再生造成较大的困难。法国某公司开发了一种新的活性炭吸附法———“考法士”法。该法使硝酸尾气与喷淋过水或稀硝酸的活性炭相接触。尾气中NOx被吸附,其中NO与尾气中的O2在活性炭表面催化氧化为NO2,进而再与水反应生成稀硝酸及NO。“考法士”法系统简单、体积小、费用省,可以回收NOx,是一种较好的方法。这种方法能脱除80%以上的NOx,使排出的气体变成无色,回收的硝酸约占硝酸总产量的5%。此法在国外已用于日产175t100%硝酸厂的尾气处理。日本某公司研制了一种吸附NO的吸附剂,该吸附剂是由酚醛树脂制成的一种活性炭。可以直接吸附达吸附剂重量1%左右的NO,无需将NO氧化为NO2,再生在150℃左右进行,具有很好的耐水性。据称该吸附剂特别适合处理低浓度NO(如5×10-6)的场合,NO脱除率可达到90%左右。西南化工研究设计院利用变温吸附脱硝技术,为国内某厂建立了一套两塔流程变温吸附工业装置,处理工业窑炉废气,吸附剂采用该院研制的专用吸附剂,适用寿命长,再生温度低。装置实际运行时处理的废气含NOx约1000mg/m3及少量SO2,变温吸附处理后,净化气中NOx和SO2都可控制在1×10-6以下,净化气作为后续工段原料气。该技术特别适合于对NOx和SO2净化要求特别高的场合。截至目前为止,采用其它常用脱硝技术很难达到如此高的净化程度,相对于该技术所达到的程度来看,其投资是最小的。硅胶对水汽的吸附能力较强,含水分的NOx废气可用硅胶去湿。干燥气体中NO因硅胶的催化作用被氧化为NO2并被硅胶吸附。吸附一般在30℃以下进行,然后加热解吸再生。硅胶在温度超过200℃时会干裂,这种性质限制了它的应用范围。含NOx废气若含粉尘,必须事先除去,以免堵塞吸附剂空隙。泥煤、褐煤中含有大量原生腐植酸,有很大的内表面,具有相当强的吸附能力。煤中所含的钙镁离子通常和腐植酸相结合,成为不溶性的不为植物吸收的腐植酸钙、镁盐。泥煤、褐煤经氨化处理后再吸附NOx就可以得到可被植物吸收的硝基腐植酸铵,这是一种优质有机肥料。吸附NOx后还生成硝酸钙、硝酸铵、硝酸镁和亚硝酸铵等。我国一些化肥厂开展了氨化泥
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