化工石油精炼厂脱硝技术工艺反应原理

时间：2015-07-15 来源：龙泰环保设备关键词：臭氧脱硝系统技术, 浏览：

导读：臭氧脱硝系统技术氮氧化物,脱硝技术因其无氨、高效、建设规模小等优势逐渐得到较多的应用，特别是在新大气污染防治法规定的多项强制要求下，传统方式无法适应，脱硝技术应属未来发展的方向。...

中国大气污染程度越发严重，而由于我国环境治理中，仅水污染与固体废弃物治理的市场化程度较高，其余如大气污染治理由于易受天气影响并且会在不同地域间转移，因此一直以来，政府对大气污染治理的积极性较低，这部分市场也较为薄弱。
但随着近期华北地区出现的大量雾霾天气，这一现象引发了社会对大气污染的关注。事实上，据前瞻网分析，我国早在几年前，对大气污染防治工作已经陆续展开，自2002年以来，我国出台了各项政策，加大了节能减排的力度，如2002年1月30日发布的《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》，政策从能源合理利用、煤炭生产加工和供应、煤炭燃烧、烟气脱硫、二次污染防治等方面进行了详细的规定。再从近期来看，2012年8月，我国发布了《节能减排“十二五”规划》，政策中对电力与非电力行业脱硫脱硝效率提出了具体的发展目标。以上各项节能减排政策对我国大气污染防治起到了一定的推动作用。

烟气中NOx 的主要组成是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。作为一种清洁的强氧化剂，在典型烟气温度下，臭氧脱硝的原理在于臭氧可以将难溶于水的NO 氧化成可溶于水生成HNO2 和 HNO3 的NO2、N2O3、N2O5 等高价态氮氧化物。
臭氧对NO 的氧化效率可达84%以上，结合碱吸收法，脱硫率近100%，脱硝效率也在O3/NO 摩尔比为0.9 时达到86.27%。将臭氧通入烟气中对NO 进行氧化，然后采用碱液进行吸收，最终将NOx 转化为硝酸盐和N2，NOx 的去除率高达95%，SO2 去除率约为100%。
通过实验将O3注入烟气进行脱除SO2、NOx 的研究，然后采用碱吸收塔对烟气进行洗涤，结果表明NOX 的脱除率与O3的注入量有关，当O3加入量为200ppm时， NOX 的脱除效率可达到85%，此工艺对NOX 和SO2的脱除率最高可分别达到97%和100%。
采用此技术可得到较高的NOX 脱除率，典型的脱除范围为70%～90%，甚至可达到95%，并且可在不同的NOX 浓度和NO/NO2的比例下保持高效率。也不存在类似SCR 中NH3 的泄漏问题。该技术应用中 SO2 和CO 的存在不影响NOX 的去除，也不影响其他污染物控制技术。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX 具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力。
应用YDG-OX脱硝技术是利用现有烟气脱硫除尘工艺中原有设备作为脱硝反应器，将氧/臭氧混合气注入烟道，将NOX氧化成高价态且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通过洗涤形成HNO3。
该技术广泛应用于用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理。
主要的反应如下：
NO+O3→NO2+O2
2NO2+O3→N2O5+O2
N2O5+H2O→2HNO3
脱硝技术烟气处理流程见下图：

采用氧化技术可得到较高的NOX脱除率，典型的脱除范围为70%～90%，甚至可达到95%，并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高效率；因为未与NOX反应的O3会在洗涤器内被除去，所以不存在类似SCR中氨气的泄漏问题；除以上优点外，该技术应用中SO2和CO的存在不影响NOX的去除，而该技术也不影响其他污染物控制技术。
YDG公司将自己研发的YDG-O3技术与YDG-V（Low Temperature EOXctro Venturei）洗涤系统结合形成一体化的YDG-OX脱硝系统，经氧化后生成的N2O5通过YDG-V洗涤器很容易与烟气中水分发生反应生成HNO3，然后再同洗涤剂生成盐类，最后通过洗涤清理排出系统外。

具体的化学反应如下：
N2O5+H2O→2HNO3
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O

脱硝技术可使NOx排放减少到10μg/g以下，可满足最严格的减排要求。并且不会使SO2转化为SO3，此外，烟气中的颗粒物和硫化物对O3消耗或NOX脱除效率的影响并不明显，该系统不仅可以高效去除氮氧化物，而且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。此外，它不存在堵塞、氨泄漏等问题，是一种应用前景广阔的脱硫脱硝技术。
根据MARAMA2007评估数据报告，在保证NOX脱除率为80%～95%的情况下，YDG-O3运行费用为1700～1950美元/吨NOX，比SCR的运行费用2364～2458美元/吨NOX 要低。目前YDG-O3技术已有应用实例，如某石油精炼厂采用该技术进行NOX的脱除，某地区的1台25MW燃煤锅炉采用该技术进行了工程示范，NOX去除率可达85%～90%；在某地区，某利用YDG-O3技术的熔铅炉可去除80%的NOX。

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