山西磚廠脫硫塔/脫硫脫銷一體化設(shè)計

3.1技術(shù)方案的組合形式

由于低NO_X燃燒技術(shù)降低NO_X排放效率較低（一般在50%以下），因此，當(dāng)NO_X的排放標(biāo)準(zhǔn)要求比較嚴(yán)格時，就要考慮采用燃燒后的煙氣脫硝技術(shù)來降低NO_X的排放量。煙氣脫硝技術(shù)分為包括氣相反應(yīng)法、等離子體活法、吸附法、液體吸收法、微生物法等。

3.2、設(shè)計方案的組合形式是：選用LPC技術(shù)中的《氨法脫硫技術(shù)》首先對煙氣進行高效率脫硫和初步脫硝處理，之后采用山美水美高濃度臭氧發(fā)生器技術(shù)對NO進行氧化處理，之后再用噴淋技術(shù)將已氧化成易溶于水的NO₂、N₂O₃、N₂O₅等高價態(tài)氮氧化物進行液相收集。在噴淋液的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水和硝酸鹽，還原氮氣（在這里我們可以根據(jù)環(huán)保部門提出的脫硝要求和根據(jù)臭氧與一氧化氮的摩爾比確定的臭氧需要量來選擇適當(dāng)大小的臭氧發(fā)生設(shè)備）。煙氣經(jīng)脫硝后進入除霧區(qū)，經(jīng)除去煙氣中的水霧后直接送進煙囪排入大氣。

1、  技術(shù)方案的名稱與含義

本技術(shù)方案的名稱叫做“氨水——臭氧組合高效脫硫脫硝技術(shù)方案”。即AC—GT_SX技術(shù)方案。其基本含義是：A——氨水、C——臭氧，GT_SX——高效脫硫脫硝。該技術(shù)的突出特點是采用目前已經(jīng)十分成熟的而且具有很高脫除效率的“氨法脫硫技術(shù)”（A—GT_S）首先解決燃氣鍋爐的煙氣脫硫問題，同時把煙氣中已經(jīng)是高價態(tài)的氮氧化物脫除掉，之后采用“臭氧氧化技術(shù)”（C—GT_X)，利用臭氧的強氧化特性，將NO氧化成高價態(tài)的氮氧化物，再用氨水噴淋收集，并使其與氨水反應(yīng)生成硝酸鹽或與水反應(yīng)還原氮氣，達到脫氮的目的。

選擇性非催化還原法（SNCR）

選擇性非催化還原法是在900～1100℃溫度內(nèi)，無催化劑作用下，通過注入氨、尿素等化學(xué)還原劑還原劑可選擇性地把煙氣中的NO_X 還原為N₂ 和H₂O，達到去除的目的。在SNCR 法中溫度的控制是至關(guān)重要的。由于沒有催化劑加速反應(yīng)，故其操作溫度高于SCR 法。為避免NH₃被氧化，溫度又不宜過高。目前的趨勢是以尿素代替NH₃作還原劑。采用該方法一般可使NO_X降低50%～60%。

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㈠、7 尿素溶液吸收法

應(yīng)用尿素作為氮氧化物的吸收劑，其主要的反應(yīng)為：

NO+NO₂   =  N₂0₃；N₂0₃+H₂O  = 2HNO₂；

(NH₂)₂CO+2HNO₂  =   CO₂+2N₂+3H₂O

此法運行費用低，吸收效果好，不產(chǎn)生二次污染。然而，只用尿素溶液吸收，尾氣中氮氧化物濃度仍高達0．06%～0．08%。為進一步提高凈化效率，用弱酸性尿素水溶液吸收，通?？梢约恿蛩帷⑾跛?、鹽酸或者醋酸。吸收液的溫度控制在30℃～90℃，pH值在1～3之間，吸收后尾氣中NO_X的去除率高達99．95%。

㈡、高效脫硝原理

1、臭氧的氧化特性

臭氧的氧化能力*，從下表可知，臭氧的氧化還原電位僅次于氟，比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。

此外，臭氧的反應(yīng)產(chǎn)物是氧氣，所以它是一種高效清潔的強氧化劑。臭氧脫硝的原理在于臭氧可以將難溶于水的NO氧化成易溶于水的NO₂、N₂O₃、N₂O₅等高價態(tài)氮氧化物。

2、臭氧的化學(xué)反應(yīng)機理

臭氧的詳細化學(xué)反應(yīng)機理比較復(fù)雜。在實際運用中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO的關(guān)鍵反應(yīng)進行調(diào)試。低溫條件下，O₃與NO之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下：

NO+O₃→NO₂+O₂        （1）

NO₂+O₃→NO₃+O₂       （2）

NO₃+NO₂→N₂O₅         （3）

NO+O+M→NO2+M       （4）

NO₂+O→NO₃                （5）

3 臭氧同時脫硫脫硝研究概況

據(jù)浙江大學(xué)王智化等對采用臭氧氧化技術(shù)同時脫硫脫

硝進行的試驗結(jié)果表明，在典型煙氣溫度下，臭氧對NO的氧化效率可達84%以上，結(jié)合尾部濕法洗滌，脫硫率近100%，脫硝效率也在O₃/NO摩爾比為0.9時達到86.27%，NO和Hg0的脫除率與O₃的注入量有關(guān)，當(dāng)O₃加入量為200ppm時，NO的脫除效率可達到85%，此工藝對NO和SO₂的脫除率***高可分別達到97%和100%。

4 臭氧同時脫硫脫硝的主要影響因素。

4.1 摩爾比

摩爾比（O₃/NO）是指O₃與NO之間摩爾數(shù)的比值，它反映了臭氧量相對于一氧化氮量的高低。NO的氧化率隨O₃/NO的升高直線上升。目前已有的研究中，在0.9≤O₃/的情況下，脫硝率可達到85%以上，有的甚至幾乎達到100%；在實際中，由于其他物質(zhì)的干擾，可發(fā)生一系列其他反應(yīng)，如式（2）～（5），使得O₃不能100%與NO進行反應(yīng)。

4.2 溫度

由于臭氧的生存周期關(guān)系到脫硫脫硝效率的高低，所以考察臭氧對溫度的敏感性具有重要意義。所有試驗都表明，臭氧所處的環(huán)境溫度越高分解越快，溫度越低分解越慢。在150℃的低溫條件下，臭氧的分解率相對較低。在25℃時臭氧的分解率只有0.5%，臭氧的半衰期可達15秒。

4.3 反應(yīng)時間

臭氧在煙氣中的停留時間只要能夠保證氧化反應(yīng)的完成即可，因為關(guān)鍵反應(yīng)的反應(yīng)平衡在很短時間內(nèi)即可達到，不需要較長的臭氧停留時間。反應(yīng)時間1秒足矣。據(jù)華北電力大學(xué)環(huán)境學(xué)院馬雙忱等人的技術(shù)文獻證實：在1～10000秒之間，對反應(yīng)器出口的NO摩爾數(shù)沒有什么影響，而且增加停留時間并不能增大NO的脫除率。

5、臭氧氧化技術(shù)的工程應(yīng)用

C—GT_X是一種低溫氧化技術(shù)，將氧/臭氧混合氣注入再生器煙道，將NO_X氧化成高價態(tài)且易溶于水的NO₂和N₂O₅，然后通過氨水洗滌并使其與氨水反應(yīng)生成硝酸鹽，或與水反應(yīng)還原氮氣。

主要的反應(yīng)如下：

NO+O₃→NO₂+O₂                                （6）

2NO₂+O₃→N₂O₅+O₂                           （7）

N₂O₅+H₂O→2HNO₃                             （8）

4NH₃ + 2NO₂ + O₂ →6H₂O + 3N₂          （9）

4NO₂+ 4NH₃•H₂O+O₂ →4NH₄NO₃ + 2H₂O      （10）

5. 利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氧化難溶于水的NO，使其變成易溶于水的NO₂等高價態(tài)氮氧化物，同時再用與氮氧化物有很好親和性的氨水進行收集，*可以獲得令人滿意的脫硝效果。