煙氣中的硝主要包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等多種化合物,對(duì)大氣污染的主要是NO2和NO,并以NO2為主。燒結(jié)煙氣產(chǎn)生的NOx主要是NO,含量≤160mg/m3。
煙氣脫硝技術(shù)有濕法和干法之分,主要有氣相反應(yīng)法、液體吸收法、吸附法、液膜法和微生物法等。其中,脫硝效率最高、技術(shù)最為成熟的是選擇性催化還原(SCR)。但目前得到廣泛商業(yè)應(yīng)用的釩鈦系SCR催化劑的反應(yīng)溫度一般在300℃~400℃,反應(yīng)器需布置在除塵器之前。因粉塵等雜質(zhì)的毒害作用,導(dǎo)致催化劑的使用壽命嚴(yán)重縮短。因此,低溫?zé)煔饷撓醮呋瘎┑难芯亢烷_(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。同時(shí),將NOx進(jìn)行焚燒使之成為水蒸氣和氮?dú),?duì)NOx進(jìn)行吸附從而減量化處理也可達(dá)到脫硝的效果。
濕式吸收法脫硫脫硝技術(shù)主要分為氧化吸收法、還原吸收法和絡(luò)合吸收法三大類(lèi)。
氧化吸收法。氧化吸收法是將煙氣先通過(guò)強(qiáng)氧化性環(huán)境,將NO轉(zhuǎn)化為NOx,進(jìn)而再將NOx與H2O反應(yīng)生成NO3-,再用堿性溶液吸收。因?yàn)閷O轉(zhuǎn)換為NOx的難度較大,所以此類(lèi)方法氧化劑的選擇和制備是研究的核心。目前研究較多的氧化劑有HClO3、NaClO2、O3、H2O2和KMnO4等。由于H2O2無(wú)毒且無(wú)二次污染,對(duì)它的研究更多。實(shí)驗(yàn)證明,H2O2與紫外光協(xié)同作用時(shí),其脫硫脫硝性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單一使用H2O2。氧化吸收工藝的同時(shí)脫硫脫硝效率較高,一般該方法的脫硫效率可達(dá)到98%左右,脫硝效率在80%左右。但是因?yàn)閺?qiáng)氧化劑的造價(jià)和運(yùn)輸安全等問(wèn)題,在開(kāi)發(fā)出新型廉價(jià)的氧化添加劑之前,該工藝難以推廣應(yīng)用。
還原吸收法。還原吸收法的原理是用液相還原劑將NOx還原為N2,目前研究較多的還原劑主要是尿素。
對(duì)于尿素作為還原劑的工藝,國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)反應(yīng)溫度為60℃、溶液的pH值為5~9、尿素溶液質(zhì)量濃度為5%~10%、添加劑(H2O2或NaClO2)添加量約為1%時(shí),尿素能夠達(dá)到最高的脫除效率。該方法有如下特點(diǎn):脫硫效率接近100%,脫硝效率能達(dá)到50%以上;副產(chǎn)品硫銨可用作肥料,不產(chǎn)生二次污染;吸收液的pH值為5~9,在中性附近,腐蝕性小,設(shè)備的造價(jià)較低;吸收劑尿素和副產(chǎn)品硫銨易于運(yùn)輸和儲(chǔ)放,并且尿素在吸收反應(yīng)時(shí)不易揮發(fā);工藝流程簡(jiǎn)單,投資(為常用濕法脫硫設(shè)備的1/3)和運(yùn)行費(fèi)用有競(jìng)爭(zhēng)力。
絡(luò)合吸收法。絡(luò)合吸收法是向溶液中添加絡(luò)合吸收劑,將煙氣中的NO先進(jìn)行固定而后再進(jìn)行吸收的工藝。此法雖然在試驗(yàn)中獲得60%以上的脫硝率和幾乎100%的脫硫率,但是鐵離子易被溶解氧等氧化,實(shí)際操作中需向溶液中加入抗氧劑或還原劑,再加上Fe(EDTA)和Fe(NTA)的再生工藝復(fù)雜、成本高,給工業(yè)推廣帶來(lái)一定的困難。
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