烟气臭氧脱硝应用研究.pdf

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1、理论·实践烟气臭氧脱硝应用研究康勇阮磊(济南西客站热源厂,山东济南250018)摘要：脱硝就是将燃煤锅炉烟气中的NOx脱除。由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%)，NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。所以将低价态的NO氧化为高价态的NO2、N2O5的氧化脱硝工艺，就显得极为重要。在众多氧化剂中，臭氧是最环保清洁的强氧化剂，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，这也是众多电力企业青睐这一工艺的重要原因。关键词：烟气;臭氧;脱硝1臭氧脱硝原理所采用的模块

2、化设计方法，使设备的安装，检修和维护工作更加容易。在保证进气气源质量的条件下，臭氧发生器放电单元臭氧具有强氧化性，完全有能力将烟气恶劣环境中的NO连续运行的免维护时间可以长达5年。氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而通过湿法洗脱。其中主要包括以下反应：3高频高压电源NO+O3→NO2+O2(1)与传统的臭氧中频(<1kHz)电源不同，高频高压臭氧系统NO2+O3→NO3+O2(2)采用3-10kHz的高频电源技术，结合微放电间隙设计可以有效提高臭氧生成的效率，减小发生器的体积和占地空间，从而减少NO2+NO2→N2O4(3)土建设计及投资费用。逆变电源系统采

3、用成熟的高频电源技术，N2O4+O3→N2O5(4)现场长期运行证明可以保证系统长期运行的稳定性。高频输出NO3+NO2→N2O5(5)经升压系统后产生正弦波高电压，经电缆与发生器相连，在高频3NO2+H2O→2HNO3+NO(6)高压的作用下，放电间隙产生冷态等离子体放电生成臭氧。N2O5+H2O→2HNO3(7)4变压吸附制氧机利用臭氧将NO氧化为高价态的氮氧化物后，需要进一步在众多的制氧工艺中，变压吸附制氧工艺由于能耗高、产地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、NaOH等碱液。不同的吸氧纯度高、操作简便等优点脱颖而出。收剂产生的脱除效果会有一定的差异。例如有人在

4、利用水吸收变压吸附真空解吸制氧机(简称VPSA制氧机)，即穿透大尾气时，NO的脱除效率可达到86.27%，这是利用气体在水中气压的条件下，利用VPSA专用分子筛选择性吸附空气中的的溶解度进行吸收，也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原氮气、二氧化碳和水等杂质，在抽真空的条件下对分子筛进行成为N2后直接排入大气中。采用臭氧脱硝技术可得到较高的解吸，从而循环制得纯度较高的氧气(90%～94%)。VPSA能耗NOX脱除率，典型的脱除范围为70%～90%，甚至可达到95%，较低,设备越大其能耗越低。并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高效率；经氧化后生成的NO通过

5、洗涤器很容易与烟气中水分发生反变压吸附制氧机主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和25应生成HNO，然后再同洗涤剂生成盐类，最后通过洗涤清理排氧气平衡罐组成。原料空气经吸入口过滤器除掉灰尘颗粒后,3被罗茨鼓风机增压后而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填出系统外。我厂在脱硝反应装置后新上湿法脱硫系统，用石灰吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器浆液对烟气进行洗涤。具体的化学反应如下：入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填N2O5+H2O→2HNO3(8)于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为HNO3+Ca(OH)2→Ca(

6、NO3)2+H2O(9)非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气平衡罐。对于臭氧脱硝系统来说，臭氧易于分解无法储存，需现场当该吸附器吸附到一定程度,其中的吸附剂将达到饱和制取现场使用(特殊的情况下可进行短时间的储存)，所以凡是状态,此时通过切换阀利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器是用于制向相反),真空度为0.65～0.75barg。已吸附的水分、二氧化碳、取臭氧气体(O3)的装置。它的原理就是利用高压电离，使空气氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气,吸附剂得到再中的部分氧气分解聚合为臭氧，是氧的同素异形转变过程。臭

7、生。变压吸附制氧机的每个吸附器都交替执行吸附-解吸-冲氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存，一般只能利用臭氧发生压等步骤。上述三个基本的工艺步骤都可由PLC和切换阀系器现场生产，随产随用。统来实现自动控制。2发生器与放电管5结语臭氧系统的核心技术和设备是发生器中的放电管，直接影总体来说，臭氧制备设备具备以下特点：①能耗比较低。响设备的运行效率和可靠性。臭氧发生器采用微间隙介质阻挡产氧量越大，能耗也降低。②维护成本低，但电能消耗较大，需放电设计，不仅大大提高了运行的效率，而且增加了系统连续单独电源提供动力。③整套设备的自动化程度高，臭氧发生器运行的安全可靠