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煙氣脫硝用臭氧發(fā)生器
發(fā)布者:朗逸環(huán)保  發(fā)布時(shí)間:2019-7-8

        中國的臭氧脫硝技術(shù)源于浙江大學(xué)熱能所,王智化教授和周志軍教授的低溫脫硝技術(shù)。此工藝在2010年前后開(kāi)始研發(fā),到2015年開(kāi)始大規模推廣,至今已經(jīng)成為煙氣脫硝最有效的方式之一。

臭氧脫硫脫硝是利用臭氧的強氧化性將煙氣中的NOx、SOx氧化為更高價(jià)位的可溶水化合物再通過(guò)濕法洗滌吸收的一種新型脫硫脫硝同時(shí)脫除技術(shù)。應用臭氧氧化及尾部煙氣洗滌,NOx脫除效率往往超過(guò)95%,SOx脫除效率接近100%。因目前臭氧制備及儲存成本較高,限制了它的應用范圍;國外已經(jīng)出現相當數量的采用臭氧脫除工藝的石油精煉廠(chǎng)應用案例。近些年來(lái),隨著(zhù)國家限制煙氣排放標準的提高,我國也出現了一些采用此類(lèi)工藝的機組。因此有必要對此工藝進(jìn)行一些簡(jiǎn)單介紹。

一、反應機理

臭氧氧化技術(shù)最早由美國的BOC公司開(kāi)發(fā),其技術(shù)英文簡(jiǎn)寫(xiě)為L(cháng)oTOx。而后BELCO公司將自己開(kāi)發(fā)的洗滌系統(EDV)與之結合就構成了一套完整的同時(shí)脫硫脫硝工藝。

A.NOX的氧化反應

NO+O3=N02+02

NO2+O3=NO3+O2

NO2+NO3=N2O5

B.SOX的氧化反應

SO2+O3=SO3+O2

C.洗滌反應(以NaOH溶液為吸收劑為例)

N2O5+H2O=2HNO3

SO3+H20=H2SO3

NaOH+HNO3=NaNO3+H2O

2NaOH+H2SO3=Na2SO3+2H2O

二、工藝流程

臭氧同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)工藝流程與傳統的濕法脫硫工藝都具有一個(gè)套吸收塔系統,其最大區別為煙氣進(jìn)入吸收塔系統前首先需要要經(jīng)過(guò)臭氧的氧化,其脫硝工藝流程圖如下:

         三、脫除效率與成本分析

從筆者目前查閱到的資料可知,與傳統的SCR脫硝工藝相比,臭氧脫硫效率可輕易達到SCR的脫除效率,且透過(guò)調整摩爾比、洗滌劑種類(lèi)其效率是有可到達100%的。從成本上說(shuō),根據MARAMA2007評估數據報告,在保證NOx脫除效率為85%~95%的情況下,LoTOx運行用度為1700~1950美元/噸NOx;比SCR運行用度為2364~2458美元/噸NOx要低。此外SCR尚需要考慮氨逃逸問(wèn)題,采用LoTOx工藝則不需要考慮,只因在洗滌流程中臭氧會(huì )被完全阻隔。

相比較傳統的濕法脫硫工藝,其產(chǎn)物直接是硫酸鹽,而傳統工藝的亞硫酸鹽需要經(jīng)過(guò)曝氣手段強制氧化。而經(jīng)由臭氧氧化后的高價(jià)位污染物具備更高的親水性。因此煙氣在塔內的停留時(shí)間也能大大縮短。相比傳統濕法脫硫工藝,新型的LoTOx工藝的設備成本是很低的。

四、臭氧制備工藝分析

在自然界所有化合物中,臭氧是僅次于氟的強氧化劑。


因此臭氧極易分解而難以保存,使用臭氧一般也是隨制隨用。而目前臭氧的制備方法主要有三種:光化學(xué)法、電化學(xué)法和電暈放電法。

光化學(xué)法是指通過(guò)紫外線(xiàn)照射是氧氣轉變?yōu)槌粞醯墓に嚪椒?,這是地球大氣層中臭氧的形成機制,也是醫用臭氧的制取首選。

電化學(xué)法是通過(guò)點(diǎn)解純水產(chǎn)生臭氧,此類(lèi)工藝發(fā)展歷史悠久,目前其制備量已達到工業(yè)級別要求,其臭氧產(chǎn)生量大約在100g/h。

電暈放電法是目前工業(yè)制備臭氧應用最為廣泛的一種制備方法,此技術(shù)其能達到單臺機組500kg/h的制氧量。該方法就是干燥的含氧氣體留過(guò)光暈放點(diǎn)區制成臭氧的方法。

目前工業(yè)制備臭氧市場(chǎng)均是電化學(xué)法和電暈放電法互相競爭的局面。相信不久的將來(lái),臭氧制備成本也會(huì )得到有效降低。

考慮到目前臭氧制備成本仍較高的情況下,采用替代氧化劑參與尾氣吸收也是可能的,比如采用雙氧水氧化也能達到較好的效果。

五、總結

1.臭氧脫硫脫硝工藝簡(jiǎn)單、可靠,相比傳統尾氣處理工藝占地大、投資高、工藝復雜等具有巨大優(yōu)勢。

2.臭氧的強氧化性對煙氣中的汞等其他污染物也能起到不錯的脫除效果。

3.臭氧技術(shù)最大限制因素是臭氧的制備成本,相信在不久的未來(lái)是有機會(huì )得到解決的,因此臭氧同時(shí)脫硫脫硝制備工藝具備寬廣的應用前景


在前不久,山東省發(fā)布了一則公告,禁止在煙氣脫硝過(guò)程中使用臭氧工藝,但隨即又對該條款進(jìn)行了更正,撤銷(xiāo)了對臭氧脫硝工藝的禁令,原因很簡(jiǎn)單:目前的SCR和SNCR等工藝都不能有效的將NOX降低到標準要求的范圍內,同樣也產(chǎn)生芒硝、硝酸鈣、硫酸鈣等一系列固體污染物。  再新的有效工藝研發(fā)出來(lái)之前,臭氧脫硝必然仍然是煙氣脫硝處理工藝的主流。