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氧化法脫硝
 

氧化法脫硝技術簡介

 
 
 
 

     氧化法脫硝主要是利用臭氧的強氧化性,將不可溶的低價態氮氧化物氧化為可溶的高價態氮氧化物,然后在洗滌塔內將氮氧化物吸收,達到脫除的目的。該脫硝系統在不同的NOx等污染物濃度和比例下,可以同時高效率脫除煙氣中的NOx、二氧化硫和顆粒物等污染物,同時還不影響其他污染物控制技術,是傳統脫硝技術的一個高效補充或替代技術。

 

 
 

氧化法脫硝技術工作原理

 
 
 
 
   
       氧化脫硝技術的基本原理為臭氧氧化法脫硝主要是利用臭氧的強氧化性,將不可溶的低價態氮氧化物氧化為可溶的高價態氮氧化物,然后在洗滌塔內將氮氧化物吸收,達到脫除的目的。我公司在臭氧同時脫硫脫硝過程中 NO的氧化機理進行了研究,對臭氧在煙道的投放、布氣方式、氣相混合方式,溫度控制影響、粉塵影響等做了全面的模擬實驗,總結并構建出 O3與  NOX之間詳細的化學反應機理,該機理比較復雜。在實際試驗中,可根據低溫條件下臭氧與 NO的關鍵反應進行研究。低溫條件下,O3與 NO之間的關鍵氧化反應如下:
        NO+O3→NO2+O2                                (1)
        NO2+O3→NO3+O2                              (2)
        NO3+NO2→N2O5                                 (3)
        NO+O+M→NO2+M                              (4)
        NO2+O→NO3                                        (5)
脫硝吸收主要反應原理如下:
       NO+NO2+H2O→2H++2NO2-              (6)
       2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3-           (7)
       N2O5+H2O→2H++2NO3-                    (8)
       NO3-+NO→NO2-+NO2                        (9)
       2H++CO32-→H2O+CO2                       (10)
       H++OH-→H2O                                      (11)
       與氣相中的其他化學物質如 CO,SOx等相比,NOx可以很快地被臭氧氧化,這就使得NOx的臭氧氧化具有很高的選擇性。因為氣相中的 NOx被轉化成溶于水溶液的離子化合物,這就使得氧化反應更加完全,從而不可逆地脫除NOx,而不產生二次污染。經過氧化反應,加入的臭氧被反應所消耗,過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外,一些重金屬,如汞及其他重金屬污染物也同時被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會影響到NOx的脫除效率。
 

氧化法脫硝系統組成

 
 
 
 
氧化法脫硝系統主要包括臭氧發生系統、氧氣源系統、臭氧注入系統和自動控制系統。
1臭氧發生器系統
       臭氧系統集成由臭氧發生系統,控制系統、冷卻水系統、檢測儀器儀表等組成。在臭氧發生室內的高頻高壓電場內,通過微間隙介質阻擋放電技術,將部分氧氣(純度≥99%)轉換成臭氧,產品氣體為臭氧化氣體,通過出氣調節閥后的臭氧管道出氣口排出。
臭氧發生系統的主要設備包括有:
1)臭氧發生器臭氧產率為15kg/h
2)氧氣泄漏報警儀1臺
3)臭氧分布器
4)儲氧罐: 容積為30m3,立式罐。
       臭氧發生室出氣管路上設有臭氧取氣口,裝有取樣閥,通過臭氧濃度儀檢測臭氧出氣濃度。臭氧發生器氧氣進氣壓力為0.095Mpa,現場應使進氣壓力、流量穩定,以保證穩定的臭氧產量。
為保證氣源滿足臭氧發生器進氣要求,在進氣管道上安裝氧氣過濾器(過濾精度≤0.01μ)對進氣進一步凈化;在進氣管道上同時安裝有壓力傳感器與溫度傳感器在線檢測及就地顯示氧氣壓力和溫度,配置壓力開關及安全閥,當臭氧發生器壓力過高時,自動泄壓,必要時切斷氣源,保證臭氧發生器安全生產;同時進氣管路設置壓力表,用于就地顯示進氣壓力。在出氣管道上安裝臭氧調節閥,自動調節臭氧濃度及產量,使臭氧發生器的產量滿足實際需求。
臭氧發生工藝原理
       臭氧發生器的核心采用了先進的介質阻擋雙間隙放電技術,原料氣流經過絕緣介質與高壓電極之間以及絕緣介質層和臭氧發生器罐體接地極之間的狹小間隙,兩個環狀間隙之間的高壓電場雙面放電,將通過的氧氣轉換為臭氧,臭氧產生效率高。工業上一般采用電暈放電法制取,其原理如圖所示:
 臭氧發生原理圖
        臭氧發生器最重要的部分是臭氧放電管,設備采用高質量的耐臭氧腐蝕的 316L不銹鋼材料,PTFE(聚四氟乙烯)制造,提高了系統的長期可靠運行。放電管數量在設計時留有 10%的余量,可抵消不可預見放電管污染帶來的效率降低。臭氧發生器安裝的形式為水平安裝,可以直接將臭氧發生器放在基礎上,方便安裝和檢修。臭氧發生器出廠前已將管道、閥門、儀表和電纜安裝好,并且全套系統在工廠完成全部技術指標測試。臭氧發生器設計運行方式為 24小時連續運轉。
2氧氣源系統


 
       冷卻水系統本系統冷卻水采用冷卻塔和循環水泵,循環量不小于40m³/h。
3 臭氧注入系統
       在進入吸收塔之前的煙氣管道上,設置混合反應器;將煙氣注入混合器反應器內使煙氣和臭氧充分混合,低價態NOx在極短的反應時間內被氧化為高價態的氮氧化物。
4自動控制系統
自控制功能、原理及其配置簡介
       1)系統控制方式:由主控室負責集中監控,具備手動/自動控制和調節功能,手自調節無擾切換;所有監控參數均可通過口令進入監視或設置,最大化方便用戶操作。
       2)監控系統功能:在屏幕中可完成系統集中監視和控制,報警、急停、數據及趨勢歸檔等。
       3)監控界面功能:按需點按設備或參數彈出相關控制畫面,彈出畫面可按需放大縮小。
       4)監控畫面組成:包含主界面/公共系統界面/系統工藝流程/參數設置一攬表界面/常用參數 /初始參數/歷史趨勢/報警聯鎖/故障查詢/數據統計/控制統計/設備控制/設備調節等等。
       5)系統權限:可按用戶權限要求定制,分配不同權限口令,用戶管理員可修改設定原有權限口令,滿足安全管理要求。
 

氧化法脫硝技術特點

 
 
 
 

   (1)深度脫硝,脫硝效率高,可達到80%以上。
   (2)不使用催化劑,無催化劑中毒、反應器堵塞等問題,特別適用于催化劑顆粒物多的低溫煙氣脫硝工程。
   (3)維護費用低,不存在催化劑定期更換等問題。
   (4)占地面積小,??榛璞縛篩菹殖√跫榛畈賈?。
 

氧化法脫硝技術影響因素

 
 
 
 

利用氧化法脫硝的影響因素主要有摩爾比、 反應溫度、 反應時間、 吸收液性質等,這些因素對脫硝效率都有不同程度的影響。
(1) 摩爾比
       摩爾比(O3/NO)是指 O3與 NO 之間摩爾數的比值,它反映了臭氧量相對于一氧化氮量的高低。NO 的氧化率隨 O3/NO 的升高直線上升。目前已有的研究中,在 0.9≤O3/NO<1的情況下,脫硝率可達到85%以上,有的甚至幾乎達到100%。根據式(1)可見,O3與 NO 完全反應的摩爾比理論值為1,但在實際中,由于其他物質的干擾,可發生一系列其他反應,如式(2) ~(5) ,使得 O3不能100%與 NO 進行反應。
(2) 溫度
       由于臭氧的生存周期關系到脫硫脫硝效率的高低, 所以考察臭氧對溫度的敏感性具有重要意義。在對臭氧的熱分解特性的研究中得出在150℃的低溫條件下,臭氧的分解率不高,只有0.5%,但隨著溫度增加到250℃甚至更高時,臭氧分解速度明顯加快。
(3) 反應時間
       臭氧在煙氣中的停留時間只要能夠保證氧化反應的完成即可,反應時間在1~10s 之間對反應器出口的 NO 摩爾數沒有什么影響,而且增加停留時間并不能增大 NO 的脫除率。這主要是因為關鍵反應的反應平衡在很短時間內即可達到不需要較長的臭氧停留時間。
(4) 吸收液性質
       利用臭氧將 NO 氧化為高價態的氮氧化物后,需要進一步地吸收。常見的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等堿液。不同的吸收劑產生的脫除效果會有一定的差異。在利用水吸收尾氣時, NO 和 SO2的脫除效率分別達到86.27%和100%。 這是利用氣體在水中的溶解度進行吸收。
在現有脫硝技術中,其中廣泛應用的是選擇性催化還原法(SCR) ,脫除效率達90%以上。隨著國家對火電廠污染物排放的要求越來越嚴格, 同時脫硫脫硝已成為煙氣污染物控制技術的發展趨勢。目前國內外廣泛使用的是濕式煙氣脫硫和 NH3選擇催化還原技術脫硝的組合。該技術的脫硫脫硝效率雖然高,但是投資和運行成本昂貴。其他的脫硝技術還包括等離子體法、催化法、吸附法等,但只有少數進入生產應用。隨著環保要求的日益嚴格,傳統的煙氣脫硝工藝將不能滿足嚴格的減排要求,此外,傳統工藝還存在設備投資高、占地面積大、系統復雜等缺點。因此開發工藝簡單、 可靠的脫硫脫硝工藝具有重要意義。采用臭氧的高級氧化技術不僅對 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。
其主要反應式為:
         NO+O3=NO2+O2
         2NO2+O3=N2O5+O2
         4NO2+2MO+H2O=M(NO22+ M(NO32
         N2O5+ MO +H2O = M(NO32
 

氧化法脫硝技術適用領域

 
 
 
 
   
氧化法脫硝可應用于:
      1·以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐;
      2·以燃氣、煤、重油為燃料的工業鍋爐;
      3·鉛、鐵礦、鋅/銅,玻璃、水泥加工、生產的各種爐窯;
      4·用于處理生物廢料,輪胎及其他工業廢料的燃燒爐;
      5·來自于酸洗和化工過程的酸性氣流;
      6·催化裂化尾氣;各種市政及工業垃圾焚化爐等。
 

氧化法脫硝設備工藝圖

 
 
 
 

 

氧化法脫硝技術案例

 
 
 
 



 

保藍服務承諾

 
 
 
 

  ● 按客戶要求完成工程任務,保證工程質量;
  ● 經本公司設計和提供的廢氣處理裝置,經本設施處理后保證達到地方標準和國標排放標準;
  ● 主體設備保修,終生提供技術服務,設備在運轉過程中出現問題及時答復,24小時內安排專業人員赴現場服務;
  ● 保修期滿,我司對設備保養、維修僅收取一定成本費。與用戶建立長期聯系和技術交流,以最新的技術服務于用戶,免費提供技術咨詢和服務;
  ● 廢氣處理系統調試期間,并負責培訓技術人員。包括日常操作管理、設備操作規程、常見故障檢修、設備定期保養等;
  ● 定期組織客戶回訪工作,了解系統運行狀況,認真處理客戶反饋的意見,做好工程技術咨詢工作。

 

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