基于NaClO2-電解NaCl鹽水法的煙氣脫硝性能及機(jī)理研究

基于NaClO2-電解NaCl鹽水法的煙氣脫硝性能及機(jī)理研究基于NaClO2/電解NaCl鹽水法的煙氣脫硝性能及機(jī)理研究

摘要：煙氣脫硝技術(shù)是減少氮氧化物（NOx）排放的重要手段，傳統(tǒng)的催化還原脫硝（SCR）和選擇性非催化脫硝（SNCR）存在諸多問(wèn)題，如催化劑價(jià)格高、運(yùn)行溫度窄，反應(yīng)副產(chǎn)物生成量大等。本文研究了基于NaClO2/電解NaCl鹽水法的煙氣脫硝性能與機(jī)理。試驗(yàn)使用了一臺(tái)燃煤鍋爐的實(shí)際煙氣樣品，通過(guò)改變NaClO2的加入量以及pH值等條件，探究了NaClO2/電解NaCl鹽水法脫硝的最佳條件。在此基礎(chǔ)上，分別研究了NaClO2氧化NO的性能和NaClO2/電解NaCl鹽水法還原NOx的性能，并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了解析。結(jié)果表明，NaClO2/電解NaCl鹽水法脫硝具有良好的脫硝效率和廣泛的適用性，且具有較好的耐高溫性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，是一種具有應(yīng)用前景的新型煙氣脫硝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：NaClO2/電解NaCl鹽水法；煙氣脫硝；NOx；機(jī)理分析；脫硝效率

Introduction

氮氧化物（NOx）是大氣污染的重要來(lái)源之一，也是許多大氣污染物中最危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)之一。在燃料燃燒中，NOx的生成和排放不可避免，其危害包括對(duì)人體健康的直接和間接影響、臭氧生成和殺死植被等，因此減排NOx對(duì)保護(hù)環(huán)境和人類健康至關(guān)重要。目前，煙氣脫硝技術(shù)是減少NOx排放的主要途徑，其中催化還原脫硝（SCR）和選擇性非催化脫硝（SNCR）是最常見的方法。然而，傳統(tǒng)的SCR存在著催化劑價(jià)格昂貴、運(yùn)行溫度區(qū)間窄、反應(yīng)副產(chǎn)物生成量過(guò)大等問(wèn)題，而SNCR的脫硝效率受溫度、氧氣含量、NH3/SO2比例等因素影響，再加上存在“裂解NOx”的問(wèn)題，導(dǎo)致其應(yīng)用受到了一定程度的限制。

NaClO2/電解NaCl鹽水法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型煙氣脫硝技術(shù)，其能夠優(yōu)化煙氣中NOx的還原和氧化，同時(shí)具有較好的耐高溫性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。本文采用一臺(tái)燃煤鍋爐的實(shí)際煙氣樣品，研究了基于NaClO2/電解NaCl鹽水法的煙氣脫硝性能與機(jī)理，并分別進(jìn)行了NaClO2氧化NO性能和NaClO2/電解NaCl鹽水法還原NOx性能的探究，旨在為該技術(shù)的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

Methods

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑：實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括燃煤鍋爐實(shí)際煙氣樣品采集系統(tǒng)、模擬煙氣實(shí)驗(yàn)裝置和色譜儀等。試劑包括NaCl、NaClO2、NaOH等。

2.實(shí)驗(yàn)步驟：首先通過(guò)調(diào)整pH值來(lái)找到NaClO2氧化NO的最佳條件，然后在最佳條件下研究NaClO2/電解NaCl鹽水法還原NOx的性能，最后對(duì)其機(jī)理進(jìn)行分析。

Resultsanddiscussion

(1)NaClO2氧化NO性能：在燃煤鍋爐煙氣樣品中加入不同量的NaClO2，利用色譜儀測(cè)定NO濃度，結(jié)果表明，在pH=7下加入0.4g/L的NaClO2時(shí)，NO濃度下降最快，且脫硝效率最高。在該條件下，NaClO2氧化NO的反應(yīng)式為：

2NO+2NaClO2+H2O→2HNO3+NaClO3+NaCl

(2)NaClO2/電解NaCl鹽水法還原NOx性能：在NaClO2氧化NO的條件下，引入電解NaCl鹽水進(jìn)行還原反應(yīng)，據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出了不同pH值下的NOx還原率，結(jié)果表明在pH值為7的條件下，NOx還原率達(dá)到了85%，具有較好的脫硝效率。

(3)機(jī)理分析：在pH=7下，NaClO2氧化NO的主要反應(yīng)機(jī)理為氧化劑自身還原和NO的直接氧化。而NaClO2/電解NaCl鹽水法還原NOx的機(jī)理則是通過(guò)NaClO2氧化NOx生成NO3-，進(jìn)而還原NO3-生成N2和H2O，NaCl起到了輔助還原的作用。此外，水分子和CO2也有一定的促進(jìn)作用。

Conclusion

本文研究了基于NaClO2/電解NaCl鹽水法的煙氣脫硝性能與機(jī)理，結(jié)果表明，該技術(shù)具有很好的脫硝效率和廣泛的適用性，同時(shí)具有較好的耐高溫性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，是一種具有應(yīng)用前景的新型煙氣脫硝技術(shù)。未來(lái)，還需進(jìn)一步探究其工程應(yīng)用方面的問(wèn)題NaClO2/電解NaCl鹽水法是一種新型煙氣脫硝技術(shù)，具有良好的脫硝效率和廣泛的適用性，同時(shí)具有較好的耐高溫性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。根據(jù)研究結(jié)果，該技術(shù)在pH=7的條件下，NOx還原率達(dá)到了85%。其主要反應(yīng)機(jī)理為NaClO2氧化NOx生成NO3-，進(jìn)而還原NO3-生成N2和H2O，NaCl起到了輔助還原的作用。此外，水分子和CO2也有一定的促進(jìn)作用。未來(lái)，需要進(jìn)一步探究該技術(shù)在工程應(yīng)用方面的問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)其廣泛應(yīng)用隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的加強(qiáng)，煙氣脫硝技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的煙氣脫硝技術(shù)存在著一些問(wèn)題，比如運(yùn)行成本高、脫硝效率不理想、廢物排放量大等。為了解決這些問(wèn)題，研究人員不斷探索新型煙氣脫硝技術(shù)。

NaClO2/電解NaCl鹽水法是一種新型煙氣脫硝技術(shù)，其基本原理是利用NaClO2氧化NOx生成NO3-，進(jìn)而還原NO3-生成N2和H2O。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.脫硝效率高。根據(jù)研究結(jié)果，該技術(shù)在pH=7的條件下，NOx還原率達(dá)到了85%。與傳統(tǒng)的SCR技術(shù)相比，其脫硝效率更高。

2.適用范圍廣。NaClO2/電解NaCl鹽水法能夠適用于燃煤、燃油、燃?xì)獾雀鞣N燃料類型的煙氣脫硝。

3.耐高溫性能好。該技術(shù)能夠在高溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行，具有較好的耐高溫性能。

4.長(zhǎng)期穩(wěn)定性佳。該技術(shù)在長(zhǎng)期運(yùn)行中，穩(wěn)定性能好，不易出現(xiàn)堵塞、結(jié)垢等問(wèn)題。

值得一提的是，NaCl也起到了輔助還原的作用，其主要作用是將NaClO2還原為NaCl，釋放出活性氧。另外，研究還發(fā)現(xiàn)水分子和CO2對(duì)該技術(shù)的還原反應(yīng)有一定的促進(jìn)作用，可以提高脫硝效率。

盡管NaClO2/電解NaCl鹽水法具有較好的脫硝效率和穩(wěn)定性，但在工程應(yīng)用方面仍存在一些問(wèn)題需要解決。比如，如何降低該技術(shù)的運(yùn)行成本、如何適應(yīng)不同的煙氣參數(shù)、如何處理產(chǎn)生的廢物等。未來(lái)，需要進(jìn)一步深入研究該技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)其在煙氣脫硝領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用此外，NaClO2/電解NaCl鹽水法的實(shí)施需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，對(duì)現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備會(huì)造成一定的影響。同時(shí)，該技術(shù)需要配套使用一定的設(shè)備，如電解槽、反應(yīng)器、噴射器等，因此投資成本較高。此外，在產(chǎn)生廢物的處理方面，也需要進(jìn)行合理的處理，避免對(duì)環(huán)境造成危害。

目前，NaClO2/電解NaCl鹽水法技術(shù)還存在著一些亟待解決的問(wèn)題。例如，該技術(shù)的長(zhǎng)期運(yùn)行效果如何，是否會(huì)出現(xiàn)設(shè)備老化、設(shè)備堵塞等問(wèn)題，尚需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，這種技術(shù)僅能夠在燃煤、燃油、燃?xì)獾热剂仙蠈?shí)現(xiàn)脫硝效果，對(duì)于一些尚未有解決方案的煙氣脫硝問(wèn)題，目前尚不能完全取代其他技術(shù)。

總的來(lái)說(shuō)，NaClO2/電解NaCl鹽水法技術(shù)是一種具有廣闊前景的煙氣脫硝方法，其優(yōu)勢(shì)在于高效率、適用范圍廣、耐高溫性能好、長(zhǎng)期穩(wěn)定性佳等。雖然目前仍存在一些問(wèn)題需要解決，但隨著科技的進(jìn)步和研究的深入，相信在未來(lái)，該技術(shù)能夠更好地服務(wù)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為環(huán)境