煙氣中氮氧化物的凈化技術

5.3煙氣中氮氧化物的凈化技術2021/5/91控制氮氧化物的方法主要包括：改革燃燒方式和生產(chǎn)工藝；煙氣脫硝；氣相反應法，液體吸收法、吸附法、液膜法和微生物法高煙囪擴散稀釋；

目前工業(yè)上主要應用的是氣相反應法和液相吸收法2021/5/921、選擇性催化還原法：催化還原法是在催化劑的作用下，利用還原劑將氮氧化物還原為氮氣非選擇性催化還原法（還原劑和O2反應）：在一定溫度下，在Pt、Pd等貴金屬催化劑的作用下，廢氣中的NO2和NO被還原劑（H2、CO、CH4）還原為N2選擇性催化還原法（還原劑不和O2反應）：通常用NH3作為還原劑，在鉑或非重金屬催化劑的作用下，在較低溫度條件下，NH3有選擇地將廢氣中的NOx還原為N22021/5/931、選擇性催化還原法：選擇性催化還原法特點：催化劑易得，選擇余地發(fā)還原劑的起燃溫度低，床溫低主要用于硝酸生產(chǎn)、硝化過程、金屬表面的硝酸處理、催化劑制造2021/5/941、選擇性催化還原法：（1）反應原理2021/5/951、選擇性催化還原法：（1）工藝流程綜合法治理硝酸尾氣工藝流程圖2021/5/961、選擇性催化還原法：（1）工藝流程SCR反應器示意圖2021/5/971、選擇性催化還原法：（3）催化劑

可以使用Cu、Cr、Fe、V、Mn等金屬的氧化物或鹽類作催化劑代替貴金屬催化劑國內常見的催化劑見表5-132021/5/981、選擇性催化還原法：（4）影響因素催化劑：不同催化劑活性不同，反應溫度及凈化效率不同反應溫度空速：空速過大，反應不充分，空速過小，設備不能充分利用還原劑用量：一般用NH3和NOx物質量比來衡量，生產(chǎn)上一般控制在1.4-1.52021/5/992、液體吸收法常用吸收劑有：水（水吸收法）、堿溶液（堿吸收法）、稀硝酸、濃硫酸等；方法分類：水吸收法、堿吸收法、酸吸收法、氧化-吸收法、吸收還原法及液相配合法等；2021/5/9102、液體吸收法1）堿溶液吸收法：特點：能回收硝酸鹽和亞硝酸鹽產(chǎn)品，工藝流程和設備比較簡單吸收效率不高2021/5/9112、液體吸收法1）堿溶液吸收法：(1)凈化原理：

用（NaOH、NaCO3、NH3.H2O）與NOx反應生成硝酸鹽和亞硝酸鹽2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O2NaCO3+2NO2=NaNO3+NaNO2+CO22NaCO3+NO+NO2=2NaNO2+CO22021/5/9122、液體吸收法1）堿溶液吸收法：(2)影響吸收的因素廢氣中的氧化度NO2和NOx的體積比稱為氧化度，當氧化度為50%-60%時，吸收速率最大，吸收效率最高控制氧化度的方法：對廢氣中的NO進行氧化；采用高濃度的NO2氣體進行調節(jié)；先用稀硝酸吸收尾氣中的部分NO.吸收設備和操作條件2021/5/9132、液體吸收法2）液相還原吸收法——堿-亞硫酸銨吸收法：液相還原吸收法(濕式分解法)：能用液相還原劑將NOx還原為N2，常用還原劑：亞硫酸鹽、硫化物、硫代硫酸鹽、尿素水溶液2021/5/9142、液體吸收法2）液相還原吸收法——堿-亞硫酸銨吸收法：（1）凈化原理：第一級堿液2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2ONa2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2第二級堿液4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N24NH4HSO3+2NO2=4NH4HSO4+N22021/5/9152、液體吸收法2）液相還原吸收法——堿-亞硫酸銨吸收法：（2）工藝流程：2021/5/9162、液體吸收法2）液相還原吸收法——堿-亞硫酸銨吸收法：（3）影響因素：氧化度：氧化度增加，吸收效率增大，50%以后，吸收效率增加不多(NH4)2SO3濃度：150-200g/L，終點控制在20g/L4NH4HSO3濃度：濃度較高，會降低吸收效率2021/5/9172、液體吸收法3）硝酸氧化-堿液吸收法：（1）凈化原理：第一級用濃硝酸將NO氧化成NO2，使尾氣中氮氧化物（NOX）的氧化度大于或等于50%，第二級再利用堿液吸收。主要化學反應是：氧化反應NO+2HNO3→3NO2+H2O吸收反應2NO+NaCO3→3NaNCO3+NaNO2+CO22NO2+NO+Na2CO3→2NaNO2+CO22021/5/9182、液體吸收法3）硝酸氧化-堿液吸收法：（2）工藝流程：2021/5/9192、液體吸收法3）硝酸氧化-堿液吸收法：（3）影響因素：①硝酸濃度只有在硝酸濃度超過與NOx平衡的濃度時，才能使NO轉化為NO2。硝酸濃度越高，氧化效率也就越高。②硝酸中N2O4的含量N2O4的含量升高時，NO的氧化效率就下降。通常將N2O4的含量控制在小于0.2g/L。③NOX的初始氧化度隨著初始NOX氧化度的增大，NO的氧化率就下降。推薦廢氣處理裝置：活性炭吸附裝置/活性炭吸收塔，廢氣凈化塔/洗滌塔，堿液噴淋塔，酸霧凈化塔。

2021/5/9202、液體吸收法3）硝酸氧化-堿液吸收法：（3）影響因素：

④NOX的初始濃度NOX的氧化效率隨著NOX初始濃度的升高而降低。⑤氧化溫度由于硝酸氧化NO的反應為吸熱反應，所以升高溫度有利于氧化反應的進行。但溫度必須低于40℃，否則NOX的氧化度又會下降。⑥空塔速度氧化塔內空塔速度增大，縮短了接觸時間，使氧化反應不完全，NO氧化率則下降。2021/5/9213、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介1）液膜法：

利用液體對氣體的選擇性吸收從而使低濃度的氣體在液相富集

液膜為含水液體，置于兩組多微孔憎水的中空纖維管之間，構成滲透器，這種結構可消除操作中時干時濕的不穩(wěn)定性，延長了設備的壽命2021/5/9223、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介1）液膜法：

工藝流程

2021/5/9233、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

利用高能電子撞擊煙氣中的H2O、O2等分子，產(chǎn)生氧化性很強的自由基，將煙氣中的SO2，氧化成SO3，并生成硫酸。將NO氧化成NO2并生成硝酸，硝酸與加入的NH3反應生成硝酸銨。2021/5/9243、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（1）基本原理自由基的生成SO2和NOX的氧化硫酸銨和硝酸銨的生成2021/5/9253、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（2）工藝流程

由煙氣預除塵、煙氣加濕冷卻、噴氨、電子束照射、副產(chǎn)品收集、副產(chǎn)品處置六道工序組成。鍋爐排出的約130℃的煙氣經(jīng)靜電除塵后，進入冷卻塔。在冷卻塔中通過噴射冷卻水，使煙氣溫度降到適于脫硫的溫度(65℃)。煙氣露點通常為50℃，冷卻水在塔內完全被氣化，一般不會產(chǎn)生需進一步處理的廢水。根據(jù)硫化物濃度及所設定的脫除率，向反應器中注入化學計量的氨。煙氣在反應器中被電子束照射,使硫化物氧化，生成硫酸，并與注入的氨中和，生成硫銨。用干式靜電除塵器捕集這些副產(chǎn)品微粒，凈化后的煙氣由引風機升壓并與未處理的煙氣混合升溫后排入煙囪，副產(chǎn)品可做化肥銷售2021/5/9263、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設備

1.冷卻塔

冷卻塔將煙氣冷卻至適合于電子束反應的溫度。冷卻方式有以下兩種，但均不產(chǎn)生廢水。

(1)完全蒸發(fā)型對煙氣直接噴水進行冷卻，噴霧水完全蒸發(fā)。

(2)水循環(huán)型對煙氣直接噴水進行冷卻，噴霧水循環(huán)使用。其中一部水分進入反應器作為二次煙氣冷卻水使用,這部分冷卻水完全蒸發(fā)。

2021/5/9273、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設備

2.反應設備

反應設備由反應器、二次煙氣冷卻裝置、窗箔裝置及附著物排出裝置組成。反應器的形狀應有利于減少電子束接觸反應器表面引起的能量損耗，提高電子束的利用率。

二次煙氣冷卻裝置用于控制因電子束照射發(fā)熱和二氧化硫熱反應引起的煙氣溫升，而向反應器內噴射冷卻水。同時噴入脫硫所需的氨氣。2021/5/9283、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設備

3.電子束發(fā)生裝置

電子束發(fā)生裝置由發(fā)生電子束的直流高壓電源、電子加速器及窗箔冷卻裝置組成。電子在高真空的加速管里通過高電壓加速。加速后的電子通過保持高真空的掃描管透射過一次窗箔及二次窗箔(均為30~50μm的金屬箔)照射煙氣。窗箔冷卻裝置是向窗箔間噴射空氣進行冷卻,控制因電子束透過的能量損失引起的窗箔溫度的上升。圖4為電子加速器結構示意圖。

2021/5/9293、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設備

3.電子束發(fā)生裝置

2021/5/9303、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設備

4.電除塵器：收集副產(chǎn)品5.供氨設備：液氨儲罐、氨氣化器

6.造粒設備：對副產(chǎn)品造粒，包裝入庫

2021/5/9313、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（4）影響因素煙氣溫度電子束輻射劑量輻射時間NH3添加量

2021/5/9323、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術：

以CuO/Al2O3和CuO/SiO2為主。CuO含量通常占4%~6%，在300~450℃的溫度范圍內，與煙氣中的SO2發(fā)生反應，形成的CuSO4，CuO對選擇性催化還原NOx有很高的活性。吸附飽和的CuSO4被送去再生。再生過程一般用H2或CH4氣體對CuSO4進行還原，釋放的SO2可制酸，還原得到的金屬銅或Cu2S再用煙氣或空氣氧化，生成的CuO又重新用于吸附一還原過程。該工藝能達到90%以上SO2脫除率和75%~80%的NOx脫除率。

2021/5/9333、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術：

1、工藝流程

在吸收塔中，溫度大約為400℃以下，SO2與CuO反應生成硫酸銅。同時，氧化銅和硫酸銅作為催化劑，通過向煙氣中加入氨，在大約400℃時，就可脫除NOx。反應式如下。SO2+CuO+1/2O2=CuSO44NO+4NH3+O2=4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O2021/5/9343、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術：

吸收了硫的吸收劑被送人再生器，再加熱到480℃，用甲烷作還原劑生成濃縮的SO2氣體。CuSO4+1/2CH4=Cu+SO2+1/2CO2+H2OCu+1/2O2=CuO

還原得到的金屬銅用空氣或煙氣氧化，再生后CuO又循環(huán)到反應器中。用克勞德法使?jié)饪s后的SO2氣體轉化成單質硫。2021/5/9353、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術：

2021/5/9363、煙氣同時脫硫脫氮技術簡介4）NOXSO法、SNRB法和SNOX法

（1）NOXSO工藝在流化床內SO2和NOx被吸附劑所吸附，吸附劑為球形粒狀氧化鋁，吸附劑飽和后用高溫空氣加熱放出NOx，含有NOx的高溫空氣再送入鍋爐進行含氮煙氣再循環(huán)。吸收劑可以在移動床再生器中回收硫，吸收劑上的硫化合物（主要是硫酸鈉）與天然氣或H2在高溫（610