煙氣中氮氧化物的凈化技術(shù)

5.3煙氣中氮氧化物的凈化技術(shù)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(yīng)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(yīng)用的是氣相反應(yīng)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(yīng)）：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(yīng)）：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(yīng)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(yīng)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(nèi)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(yīng)溫度及凈化效率不同反應(yīng)溫度空速：空速過大，反應(yīng)不充分，空速過小，設(shè)備不能充分利用還原劑用量：一般用NH3和NOx物質(zhì)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(shè)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(yīng)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(diào)節(jié)；先用稀硝酸吸收尾氣中的部分NO.吸收設(shè)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(yīng)是：氧化反應(yīng)NO+2HNO3→3NO2+H2O吸收反應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度有利于氧化反應(yīng)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(nèi)空塔速度增大，縮短了接觸時間，使氧化反應(yīng)不完全，NO氧化率則下降。2021/5/9213、煙氣同時脫硫脫氮技術(shù)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(gòu)成滲透器，這種結(jié)構(gòu)可消除操作中時干時濕的不穩(wěn)定性，延長了設(shè)備的壽命2021/5/9223、煙氣同時脫硫脫氮技術(shù)簡介1）液膜法：

工藝流程

2021/5/9233、煙氣同時脫硫脫氮技術(shù)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(yīng)生成硝酸銨。2021/5/9243、煙氣同時脫硫脫氮技術(shù)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(shù)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(yù)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(nèi)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(shè)定的脫除率，向反應(yīng)器中注入化學計量的氨。煙氣在反應(yīng)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(shù)簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設(shè)備

1.冷卻塔

冷卻塔將煙氣冷卻至適合于電子束反應(yīng)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(yīng)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(shù)簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設(shè)備

2.反應(yīng)設(shè)備

反應(yīng)設(shè)備由反應(yīng)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(yīng)器的形狀應(yīng)有利于減少電子束接觸反應(yīng)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(yīng)引起的煙氣溫升，而向反應(yīng)器內(nèi)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(shù)簡介2）高能電子活化氧化法-電子束照射法：

（3）主要設(shè)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(jié)構(gòu)示意圖。

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

（3）主要設(shè)備

3.電子束發(fā)生裝置

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

（3）主要設(shè)備

4.電除塵器：收集副產(chǎn)品5.供氨設(shè)備：液氨儲罐、氨氣化器

6.造粒設(shè)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(shù)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(shù)簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術(shù)：

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(nèi)，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，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(shù)簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術(shù)：

1、工藝流程

在吸收塔中，溫度大約為400℃以下，SO2與CuO反應(yīng)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(yīng)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(shù)簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術(shù)：

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(yīng)器中。用克勞德法使?jié)饪s后的SO2氣體轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫。2021/5/9353、煙氣同時脫硫脫氮技術(shù)簡介3）CuO脫硫脫氮一體化技術(shù)：

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

（1）NOXSO工藝在流化床內(nèi)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