废气中氮氧化物治理技术探讨

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1、废气中氮氧化物治理技术探讨　　摘　要：近年来，随着国内对氮氧化物污染的重视，对氮氧化物排放的控制日趋严格。本文就工业废气中氮氧化物治理技术进行了简单分析比较，建议选择良好的治理技术。　　关键词：治理技术　比较　改造。　　氮氧化物指NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，总称NOx，主要来源于矿物燃料燃烧产生，约占总数的80%，其中热电厂的排放量可达30%，另外硝酸生产中排放量可达30kg/t，各种硝化过程排放量可达~/t。其对人类健康和环境的危害主要有对人体的致毒作用、对植物的损害、形成酸雨酸雾、与碳氢化合物形成光化学烟雾、参与臭氧层的破坏等。本文对工业废气中氮氧化物治理技术进

2、行了比较、分析，并提出了良好的建议。　　氮氧化物治理技术方法多样，应用较广，目前国内应用较多的有：固体吸附法、液体吸收法和催化还原法以及电子束法、脉冲电晕法及微波法等。　　1.固体吸附法　　固体吸附法是用丝光沸石分子筛、泥煤、硅胶、活性炭等吸附废气中的NOx，将废气净化。用分子筛可以使尾气中NO2的含量由~%下降到%以下，但一般每处理1kgNO2需使用17kg沸石，且设备体积庞大，成本较高。当氮氧化物中的NO2浓度高于%，NO浓度高于1~%时，采用硅胶吸附效果较好。　　2.液体吸收法　　水吸收法：用水作吸收剂对NOx进行吸收。但此法吸收效率低，一般为30%-50%，仅可用于气量小、净化要求不

3、高的场合，不能净化含NO为主的NOx。因NO几乎不溶于水，在0℃下的溶解度为/100g水，在100℃下则完全不溶。并且用此法大多在6~7kg/cm2的压力下操作，操作费和设备费难以降低，成本较高。　　稀硝酸吸收法：该法是美国Chenweth研究所开发，广泛用于美国硝酸厂的尾气治理。用稀硝酸作吸收剂对NOx进行物理吸收与化学吸收，可以回收NOx，在20℃和下，30%左右的稀硝酸可以吸收NOx，通常该法的NOx去除率可达80~90%。　　碱性溶液吸收法：用NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、NH4OH等碱溶液作吸收剂对NOx进行化学吸收，对于含NO较多的NOx废气，净化效率低。为了提高NOx

4、的净化效果，近年来又发展了氧化吸法、吸收还原法及络合吸收法等。氧化吸收法：用浓硝酸、次氯酸钠、高锰酸钾等作氧化剂，先将NO部分氧化成NO2，然后再用碱溶液吸收，使净化效率提高，日本的NE法是采用碱性高锰酸钾作为吸收剂，NOx去除率可达93~98%，但运转费用较高。　　3.催化还原法　　含非选择性催化还原法和选择性催化还原法两种。前者是将废气中的氮氧化物和氧两者不加选择地一并还原。目前主要采用CH4、H2、CO等作还原剂与NOx进行催化还原反应，发生如下反应：　　CH2+4NO2-4NO+CO2+2H2O(1)　　CH2+2O2-CO2+2H2O(2)　　CH2+4NO-2N2+CO2+2H2

5、O(3)　　反应时应将气体预热至480℃，反应结束时控制温度以不超过800℃为宜，废气中氧的含量应控制在3%以下。　　选择性催化还原法(SCR)：用NH3作还原剂，有选择性地将NOx催化还原为N2，废气中的氧很少与NH3反应，放热量小。　　4NH3+6NO-5N2+6H2O　　8NH3+6NO2-7N2+12H2O　　在没有催化剂条件下，上述反应只能在980℃左右进行，成本较高。而采用催化剂时，其反应温度可降低，从而降低成本。选择性催化还原法中低温SCR工艺是目前SCR工艺发展的一个重要研究方向，该工艺的最佳反应温度为150~250℃，克服了常规SCR工艺中待处理烟气需预热的缺点，降低了运行

6、费用。陕西国电热工研究所开发了低温稀土SCR催化剂，能在200℃以下实现脱硝；而新型CuO/活性炭催化剂在125～250℃时脱硝率可达90%。　　上述几种方法不同程度存在着投资过大或运行费用过高等问题，例如催化氧化法就是在贵金属催化下完成，但贵金属催化剂价格高，易毒化失效，须经常再生，操作复杂，运行成本高等等，有人经多次试验，完成了高效氧化器的设计，不使用催化剂，把含有氮氧化合物的烟气通过风机进入高效氧化器，与空气中的氧瞬间作用，氧化后的烟气进入吸收塔，用水吸收。吸收液反复循环，可得到较高浓度的硝酸；吸收后的烟气再次进入新的高效氧化器，氧化尚未氧化的和新产生的NO，二次氧化后的烟气用稀碱吸收

7、，达标后排放。选择此项治理技术的优势在于：a、直接用空气或氧气氧化，不需要催化剂，运行成本低。b、操作简单，基本不需经常维护，设备相对简单，投资相对较小。c、适用范围宽，治理排放量可高达数百万立方／小时以上，既可用于化工过程，又可用于烟道气的脱硝处理。d、可以和脱硫过程无缝对接，在脱硫完成后，接着使用非催化氧化技术脱硝，达到联合脱硫脱硝的目的。e、产品为硝酸或硝酸盐，可以回收，有一定经济效益。f、净化效率高，