化工石油精煉廠脫硝技術(shù)工藝反應(yīng)原理

時(shí)間：2015-07-15 來源：龍?zhí)┉h(huán)保設(shè)備關(guān)鍵詞：臭氧脫硝系統(tǒng)技術(shù), 瀏覽：

導(dǎo)讀：臭氧脫硝系統(tǒng)技術(shù)氮氧化物,脫硝技術(shù)因其無氨、高效、建設(shè)規(guī)模小等優(yōu)勢逐漸得到較多的應(yīng)用，特別是在新大氣污染防治法規(guī)定的多項(xiàng)強(qiáng)制要求下，傳統(tǒng)方式無法適應(yīng)，脫硝技術(shù)應(yīng)屬未來發(fā)展的方向。...

中國大氣污染程度越發(fā)嚴(yán)重，而由于我國環(huán)境治理中，僅水污染與固體廢棄物治理的市場化程度較高，其余如大氣污染治理由于易受天氣影響并且會(huì)在不同地域間轉(zhuǎn)移，因此一直以來，政府對大氣污染治理的積極性較低，這部分市場也較為薄弱。
但隨著近期華北地區(qū)出現(xiàn)的大量霧霾天氣，這一現(xiàn)象引發(fā)了社會(huì)對大氣污染的關(guān)注。事實(shí)上，據(jù)前瞻網(wǎng)分析，我國早在幾年前，對大氣污染防治工作已經(jīng)陸續(xù)展開，自2002年以來，我國出臺(tái)了各項(xiàng)政策，加大了節(jié)能減排的力度，如2002年1月30日發(fā)布的《燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策》，政策從能源合理利用、煤炭生產(chǎn)加工和供應(yīng)、煤炭燃燒、煙氣脫硫、二次污染防治等方面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。再從近期來看，2012年8月，我國發(fā)布了《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》，政策中對電力與非電力行業(yè)脫硫脫硝效率提出了具體的發(fā)展目標(biāo)。以上各項(xiàng)節(jié)能減排政策對我國大氣污染防治起到了一定的推動(dòng)作用。

煙氣中NOx 的主要組成是NO（占95%），NO 難溶于水，而高價(jià)態(tài)的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2 和 HNO3，溶解能力大大提高。作為一種清潔的強(qiáng)氧化劑，在典型煙氣溫度下，臭氧脫硝的原理在于臭氧可以將難溶于水的NO 氧化成可溶于水生成HNO2 和 HNO3 的NO2、N2O3、N2O5 等高價(jià)態(tài)氮氧化物。
臭氧對NO 的氧化效率可達(dá)84%以上，結(jié)合堿吸收法，脫硫率近100%，脫硝效率也在O3/NO 摩爾比為0.9 時(shí)達(dá)到86.27%。將臭氧通入煙氣中對NO 進(jìn)行氧化，然后采用堿液進(jìn)行吸收，最終將NOx 轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和N2，NOx 的去除率高達(dá)95%，SO2 去除率約為100%。
通過實(shí)驗(yàn)將O3注入煙氣進(jìn)行脫除SO2、NOx 的研究，然后采用堿吸收塔對煙氣進(jìn)行洗滌，結(jié)果表明NOX 的脫除率與O3的注入量有關(guān)，當(dāng)O3加入量為200ppm時(shí)， NOX 的脫除效率可達(dá)到85%，此工藝對NOX 和SO2的脫除率最高可分別達(dá)到97%和100%。
采用此技術(shù)可得到較高的NOX 脫除率，典型的脫除范圍為70%～90%，甚至可達(dá)到95%，并且可在不同的NOX 濃度和NO/NO2的比例下保持高效率。也不存在類似SCR 中NH3 的泄漏問題。該技術(shù)應(yīng)用中 SO2 和CO 的存在不影響NOX 的去除，也不影響其他污染物控制技術(shù)。
采用臭氧的高級氧化技術(shù)不僅對NOX 具有良好的脫除效果，而且對煙氣中的其他有害污染物，比如重金屬汞也有一定的去除能力。
應(yīng)用YDG-OX脫硝技術(shù)是利用現(xiàn)有煙氣脫硫除塵工藝中原有設(shè)備作為脫硝反應(yīng)器，將氧/臭氧混合氣注入煙道，將NOX氧化成高價(jià)態(tài)且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通過洗滌形成HNO3。
該技術(shù)廣泛應(yīng)用于用于石油精煉廠中加熱器、鍋爐等的廢氣治理。
主要的反應(yīng)如下：
NO+O3→NO2+O2
2NO2+O3→N2O5+O2
N2O5+H2O→2HNO3
脫硝技術(shù)煙氣處理流程見下圖：

采用氧化技術(shù)可得到較高的NOX脫除率，典型的脫除范圍為70%～90%，甚至可達(dá)到95%，并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率；因?yàn)槲磁cNOX反應(yīng)的O3會(huì)在洗滌器內(nèi)被除去，所以不存在類似SCR中氨氣的泄漏問題；除以上優(yōu)點(diǎn)外，該技術(shù)應(yīng)用中SO2和CO的存在不影響NOX的去除，而該技術(shù)也不影響其他污染物控制技術(shù)。
YDG公司將自己研發(fā)的YDG-O3技術(shù)與YDG-V（Low Temperature EOXctro Venturei）洗滌系統(tǒng)結(jié)合形成一體化的YDG-OX脫硝系統(tǒng)，經(jīng)氧化后生成的N2O5通過YDG-V洗滌器很容易與煙氣中水分發(fā)生反應(yīng)生成HNO3，然后再同洗滌劑生成鹽類，最后通過洗滌清理排出系統(tǒng)外。

具體的化學(xué)反應(yīng)如下：
N2O5+H2O→2HNO3
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O

脫硝技術(shù)可使NOx排放減少到10μg/g以下，可滿足最嚴(yán)格的減排要求。并且不會(huì)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3，此外，煙氣中的顆粒物和硫化物對O3消耗或NOX脫除效率的影響并不明顯，該系統(tǒng)不僅可以高效去除氮氧化物，而且對二氧化硫和粉塵等顆粒物也有明顯的去除效果。此外，它不存在堵塞、氨泄漏等問題，是一種應(yīng)用前景廣闊的脫硫脫硝技術(shù)。
根據(jù)MARAMA2007評估數(shù)據(jù)報(bào)告，在保證NOX脫除率為80%～95%的情況下，YDG-O3運(yùn)行費(fèi)用為1700～1950美元/噸NOX，比SCR的運(yùn)行費(fèi)用2364～2458美元/噸NOX 要低。目前YDG-O3技術(shù)已有應(yīng)用實(shí)例，如某石油精煉廠采用該技術(shù)進(jìn)行NOX的脫除，某地區(qū)的1臺(tái)25MW燃煤鍋爐采用該技術(shù)進(jìn)行了工程示范，NOX去除率可達(dá)85%～90%；在某地區(qū)，某利用YDG-O3技術(shù)的熔鉛爐可去除80%的NOX。

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