用臭氧氧化技術(shù)同時(shí)脫除鍋爐煙氣中NOx及SO2的試驗(yàn)研究

用臭氧氧化技術(shù)同時(shí)脫除鍋爐煙氣中NOx及SO2的試驗(yàn)研究一、本文概述隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，鍋爐煙氣排放帶來的環(huán)境問題日益突出，其中氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SO2）是主要的污染物之一。這兩種化合物不僅會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重影響，還會(huì)危害人類健康。因此，尋求一種有效的煙氣脫硝脫硫技術(shù)成為了當(dāng)前環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文旨在探討臭氧氧化技術(shù)在鍋爐煙氣同時(shí)脫除NOx及SO2的應(yīng)用效果，為工業(yè)鍋爐煙氣治理提供新的思路和方法。臭氧氧化技術(shù)作為一種先進(jìn)的氧化技術(shù)，具有反應(yīng)速度快、氧化能力強(qiáng)、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此在煙氣脫硝脫硫領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文首先介紹了臭氧氧化技術(shù)的基本原理及其在煙氣治理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，然后通過實(shí)驗(yàn)研究了臭氧氧化技術(shù)在同時(shí)脫除NOx和SO2過程中的影響因素和反應(yīng)機(jī)理，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和討論，得出了相關(guān)結(jié)論。本文的研究結(jié)果將為臭氧氧化技術(shù)在鍋爐煙氣治理中的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，有助于推動(dòng)工業(yè)鍋爐煙氣治理技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。本文的研究也有助于提高人們對(duì)臭氧氧化技術(shù)的認(rèn)識(shí)和理解，為其他領(lǐng)域的環(huán)境保護(hù)工作提供借鑒和參考。二、臭氧氧化技術(shù)原理臭氧氧化技術(shù)是一種高效、環(huán)保的煙氣凈化技術(shù)，其原理主要基于臭氧（O?）的強(qiáng)氧化性。在鍋爐煙氣處理中，臭氧能夠與煙氣中的多種污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而有效地脫除NOx和SO?。對(duì)于NOx的脫除，臭氧能夠?qū)⑵溲趸癁楦邇r(jià)態(tài)的氮氧化物，如NO?和N?O?。這些高價(jià)態(tài)的氮氧化物進(jìn)一步與水蒸氣反應(yīng)生成硝酸或硝酸鹽，從而被脫除。臭氧還能與煙氣中的一氧化碳（CO）和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳（CO?）和水（H?O），進(jìn)一步凈化煙氣。對(duì)于SO?的脫除，臭氧能夠?qū)⑵溲趸癁榱蛩幔℉?SO?）或硫酸鹽。在適當(dāng)?shù)臈l件下，硫酸或硫酸鹽可進(jìn)一步被脫除，從而達(dá)到凈化煙氣的目的。值得注意的是，臭氧氧化技術(shù)在處理煙氣中的SO?時(shí)，不需要添加額外的化學(xué)試劑，因此具有較低的運(yùn)行成本和環(huán)境影響。臭氧氧化技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快、效率高。由于臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，它能在短時(shí)間內(nèi)與煙氣中的污染物發(fā)生反應(yīng)，從而迅速降低污染物的濃度。臭氧氧化技術(shù)還具有較高的選擇性，能夠針對(duì)特定的污染物進(jìn)行脫除，而不影響煙氣中的其他成分。臭氧氧化技術(shù)通過利用其強(qiáng)氧化性，能夠高效、快速地脫除鍋爐煙氣中的NOx和SO?。該技術(shù)還具有較低的運(yùn)行成本和環(huán)境影響，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。三、試驗(yàn)裝置與方法本研究旨在探討利用臭氧氧化技術(shù)同時(shí)脫除鍋爐煙氣中的NOx和SO2。試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估臭氧氧化技術(shù)的效果至關(guān)重要。試驗(yàn)裝置主要由煙氣發(fā)生系統(tǒng)、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和煙氣分析系統(tǒng)四部分組成。煙氣發(fā)生系統(tǒng)模擬實(shí)際鍋爐煙氣，包含NOx和SO2的混合氣體。臭氧發(fā)生系統(tǒng)通過電解法產(chǎn)生臭氧，為反應(yīng)提供氧化劑。反應(yīng)系統(tǒng)是一個(gè)可調(diào)節(jié)溫度和壓力的反應(yīng)器，用于模擬煙氣與臭氧的氧化反應(yīng)過程。煙氣分析系統(tǒng)則采用氣體分析儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)前后煙氣中NOx和SO2的濃度變化。試驗(yàn)開始前，先對(duì)煙氣發(fā)生系統(tǒng)和臭氧發(fā)生系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保產(chǎn)生的煙氣成分和臭氧濃度準(zhǔn)確可靠。隨后，將模擬煙氣通入反應(yīng)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和壓力，控制反應(yīng)條件。同時(shí)，將臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧通入反應(yīng)系統(tǒng)，與煙氣中的NOx和SO2發(fā)生氧化反應(yīng)。反應(yīng)過程中，通過煙氣分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)NOx和SO2的濃度變化，記錄反應(yīng)時(shí)間和各組分濃度的關(guān)系。為了全面評(píng)估臭氧氧化技術(shù)的效果，本研究設(shè)置了不同反應(yīng)溫度、壓力和臭氧投加量等條件，進(jìn)行了多組對(duì)比試驗(yàn)。通過對(duì)比不同條件下的試驗(yàn)結(jié)果，分析各因素對(duì)NOx和SO2脫除效率的影響，確定最佳反應(yīng)條件。本研究還采用了掃描電子顯微鏡（SEM）、射線衍射（RD）等表征手段，對(duì)反應(yīng)前后的催化劑進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)分析，揭示臭氧氧化過程中催化劑的作用機(jī)制。試驗(yàn)過程中獲得的數(shù)據(jù)通過Excel軟件進(jìn)行整理和處理，計(jì)算NOx和SO2的脫除效率。利用Origin軟件繪制圖表，直觀展示各因素對(duì)脫除效率的影響趨勢(shì)。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和討論，評(píng)估臭氧氧化技術(shù)在脫除鍋爐煙氣中NOx和SO2的可行性和優(yōu)勢(shì)。本試驗(yàn)裝置與方法的設(shè)計(jì)旨在全面評(píng)估臭氧氧化技術(shù)在脫除鍋爐煙氣中NOx和SO2的效果，為后續(xù)的研究和應(yīng)用提供有力支持。四、試驗(yàn)結(jié)果與討論在本試驗(yàn)中，我們采用臭氧氧化技術(shù)，對(duì)鍋爐煙氣中的NOx和SO2進(jìn)行了脫除處理。通過一系列的試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，獲得了以下重要的結(jié)果和發(fā)現(xiàn)。我們觀察到臭氧氧化技術(shù)在處理鍋爐煙氣中的NOx和SO2時(shí)表現(xiàn)出良好的性能。在適當(dāng)?shù)某粞跬都恿亢头磻?yīng)條件下，NOx和SO2的脫除效率均達(dá)到較高的水平。這一結(jié)果表明，臭氧氧化技術(shù)對(duì)于同時(shí)脫除鍋爐煙氣中的NOx和SO2是可行的。我們對(duì)臭氧投加量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等因素進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明，臭氧投加量的增加會(huì)提高NOx和SO2的脫除效率，但過高的臭氧投加量也會(huì)導(dǎo)致能耗的增加和副產(chǎn)物的生成。同時(shí)，反應(yīng)溫度的升高有利于NOx和SO2的脫除，但過高的溫度可能導(dǎo)致臭氧的分解，從而降低脫除效率。反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)也會(huì)提高脫除效率，但過長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間可能導(dǎo)致設(shè)備尺寸的增加和成本的提高。在試驗(yàn)過程中，我們還發(fā)現(xiàn)了一些有趣的現(xiàn)象。例如，在臭氧氧化過程中，NOx和SO2的脫除速率呈現(xiàn)不同的趨勢(shì)。NOx的脫除速率較快，而SO2的脫除速率較慢。這可能是由于NOx和SO2在臭氧氧化過程中的反應(yīng)機(jī)理不同所致。我們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煙氣中存在其他污染物時(shí)，可能會(huì)對(duì)NOx和SO2的脫除效率產(chǎn)生影響。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的深入分析，我們提出了一些優(yōu)化臭氧氧化技術(shù)的建議。應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化臭氧投加量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，以提高NOx和SO2的脫除效率并降低能耗?？梢匝芯坎捎么呋瘎┑确椒▉砑铀俪粞跹趸磻?yīng)，進(jìn)一步提高脫除效率。還可以考慮將臭氧氧化技術(shù)與其他煙氣凈化技術(shù)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種污染物的協(xié)同脫除。本試驗(yàn)研究表明，臭氧氧化技術(shù)在同時(shí)脫除鍋爐煙氣中的NOx和SO2方面具有良好的應(yīng)用前景。通過進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)和技術(shù)創(chuàng)新，有望實(shí)現(xiàn)更高效、環(huán)保的鍋爐煙氣凈化過程。本試驗(yàn)結(jié)果為臭氧氧化技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也提供了一定的參考和借鑒價(jià)值。五、結(jié)論與展望本研究對(duì)使用臭氧氧化技術(shù)同時(shí)脫除鍋爐煙氣中的NOx及SO2進(jìn)行了深入的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，臭氧氧化技術(shù)在適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件下，能夠有效地將NOx和SO2轉(zhuǎn)化為易于脫除的化合物，如硝酸鹽和硫酸鹽，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫除的目的。與傳統(tǒng)的煙氣脫硝和脫硫技術(shù)相比，臭氧氧化技術(shù)具有更高的脫除效率和更低的能耗，顯示出其在實(shí)際應(yīng)用中的潛力。然而，研究也發(fā)現(xiàn)，臭氧氧化技術(shù)的效率受到煙氣成分、反應(yīng)溫度、臭氧投加量等多種因素的影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)這些因素進(jìn)行細(xì)致的控制和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最佳的脫除效果。盡管臭氧氧化技術(shù)在脫除鍋爐煙氣中的NOx及SO2方面顯示出良好的應(yīng)用前景，但仍有許多方面需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。需要深入研究臭氧與煙氣中各種成分的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和控制反應(yīng)過程。需要開發(fā)更高效的臭氧生成和投加技術(shù)，以降低運(yùn)行成本并提高脫除效率。對(duì)于反應(yīng)后產(chǎn)物的處理和處置，也需要進(jìn)行深入的研究，以防止二次污染。未來，我們期待通過不斷的研究和創(chuàng)新，使臭氧氧化技術(shù)成為一種高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的鍋爐煙氣凈化技術(shù)，為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。我們也期待與更多的研究者和企業(yè)合作，共同推動(dòng)這一技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。參考資料：隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，燃煤電廠的煙氣排放已經(jīng)成為大氣污染的主要來源。為了應(yīng)對(duì)這一問題，國(guó)內(nèi)外研究人員和工程師們都在積極開發(fā)同時(shí)脫硫脫硝的技術(shù)。本文將概述這些技術(shù)的最新研究進(jìn)展。Wet-FGD+SCR法是目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的脫硫脫硝一體化技術(shù)。其中，Wet-FGD即濕式煙氣脫硫，通常采用石灰或石灰石的鈣法，能高效地脫除SO2，效率可達(dá)90%以上。而SCR法則是采用尿素或NH3作為催化劑，在最佳反應(yīng)溫度250°C~427°C之間，能有效地脫除NOx，脫硝率達(dá)80%~90%。然而，這種組合技術(shù)也存在一些問題，例如設(shè)備投資大、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高等。SCR法在高溫下容易生成二次污染物N2O，因此，如何提高脫硝效率并減少二次污染物的生成，是今后需要研究解決的關(guān)鍵問題。氯酸氧化是一種濕式處理工藝，采用氧化吸收塔和堿式吸收塔兩段進(jìn)行處理。該技術(shù)在處理煙氣的同時(shí)，能有效地脫除SO2和NOx。然而，氯酸氧化技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求較高，且運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一些有害副產(chǎn)物，如氯化氫和氯氣等，這些副產(chǎn)物的處理和排放問題也需要進(jìn)一步研究和解決。電子束輻射法是一種干法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)。該技術(shù)利用高能電子束照射煙氣，產(chǎn)生自由基和強(qiáng)氧化劑，這些物質(zhì)能與煙氣中的SO2和NOx反應(yīng)，生成硫酸和硝酸，然后與加入的氨氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝。電子束輻射法的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、能耗低等。然而，該技術(shù)的缺點(diǎn)是生成物為固體粉末，需要進(jìn)行分離和回收，否則會(huì)對(duì)環(huán)境和設(shè)備造成污染和磨損。等離子體法是另一種干法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)。該技術(shù)利用高電壓電離空氣或煙氣，產(chǎn)生大量的自由基和活性粒子，這些活性粒子與煙氣中的SO2和NOx反應(yīng)，生成硫酸和硝酸，然后與加入的氨氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨。等離子體法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快、效率高、無(wú)二次污染等。然而，該技術(shù)的缺點(diǎn)是設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、需要頻繁更換電極等。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于電廠燃煤鍋爐煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，濕法技術(shù)雖然成熟，但存在設(shè)備龐大、運(yùn)行費(fèi)用高等問題；干法技術(shù)雖然流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊，但存在生成物需要處理等問題。因此，未來的研究方向應(yīng)該是尋找更加高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的煙氣處理技術(shù)。還需要加強(qiáng)對(duì)于二次污染物的控制和處理技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)真正的環(huán)保目標(biāo)。燃煤煙氣中的硫氧化物（SO2）、氮氧化物（NO）和汞（Hg0）是煤燃燒過程中的主要污染物。這些污染物的排放不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，還會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅。因此，如何同時(shí)氧化及脫除這些污染物成為了一個(gè)亟待解決的問題。本實(shí)驗(yàn)旨在研究燃煤煙氣中SONO和Hg0的同時(shí)氧化及脫除方法，為燃煤煙氣治理提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。本實(shí)驗(yàn)采用了濕式氧化法，首先將燃煤煙氣通過吸收塔，使用堿性吸收劑吸收煙氣中的SO2和NO，然后在氧化塔中加入氧化劑，將吸收劑中的SO2和NO氧化為硫酸鹽和硝酸鹽。同時(shí)，在吸收塔中加入還原劑，將Hg0還原為Hg2+離子，最后使用沉淀劑將Hg2+離子沉淀下來。通過控制實(shí)驗(yàn)條件，研究溫度、壓力、吸收劑種類和濃度、氧化劑種類和濃度、還原劑種類和濃度等因素對(duì)污染物氧化及脫除效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)條件下，濕式氧化法對(duì)SO2和NO的氧化及脫除效果較好，脫除率可達(dá)到90%以上。同時(shí)，還原劑的使用可使Hg0的還原率達(dá)到90%以上。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)SO2和NO的氧化及脫除效果影響較大，而壓力的影響較小。吸收劑和氧化劑的種類及濃度對(duì)污染物氧化及脫除效果也有一定的影響。本實(shí)驗(yàn)研究了燃煤煙氣中SONO和Hg0的同時(shí)氧化及脫除方法，發(fā)現(xiàn)濕式氧化法在實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)SO2和NO的氧化及脫除效果較好，對(duì)Hg0的還原效果也較好。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫度是影響污染物氧化及脫除效果的重要因素。吸收劑和氧化劑的種類及濃度對(duì)污染物氧化及脫除效果也有一定的影響。本實(shí)驗(yàn)為燃煤煙氣治理提供了一定的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)，但仍存在一些問題需要進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)過程中使用的吸收劑和氧化劑的消耗量較大，可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行成本較高。實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢液處理也是一個(gè)需要解決的問題。未來可以進(jìn)一步研究如何提高吸收劑和氧化劑的利用效率，以及如何降低廢液的產(chǎn)生和處理成本。同時(shí)，還可以研究其他同時(shí)氧化及脫除污染物的方法，如催化氧化法、生物法等，以提供更多的選擇和技術(shù)支持。氮氧化物是大氣主要污染源之一，在許多化工生產(chǎn)過程中，原料氣中含有一定量的NOx，必須首先進(jìn)行脫除才能滿足工藝生產(chǎn)的要求。常用脫除方法包括還原法、液體吸收法等離子體活化法、生化法脫硝技術(shù)和吸附法。氮氧化物是大氣主要污染源之一，通常所說的氮氧化物(NOx)包括N2O、NO、NON2ON2ON2O5等，其中污染大氣的主要是NO和NO2，N2O也是大氣污染物，它對(duì)高層大氣的污染尤甚。人類活動(dòng)排放的NOx雖然僅是天然形成的NOx的1/10左右，但由于排放濃度高，地點(diǎn)集中，危害很大。NOx的排放給自然環(huán)境和人類生產(chǎn)生活帶來的危害主要包括：NOx對(duì)人體有致毒作用；對(duì)植物的損害作用；NOx是形成酸雨、酸霧的主要原因；NOx與碳?xì)浠衔镄纬苫瘜W(xué)煙霧，造成二次污染；N2O參與臭氧層的破壞。所以，各國(guó)相繼制定了含NOx廢氣排放指標(biāo)，對(duì)NOx的放空量進(jìn)行了限制。隨著人類對(duì)環(huán)保要求的提高，對(duì)NOx的排放要求會(huì)越來越嚴(yán)格。在許多化工生產(chǎn)過程中，原料氣中含有一定量的NOx，必須首先進(jìn)行脫除才能滿足工藝生產(chǎn)的要求。還原法可分為催化還原和非催化還原兩類。催化還原法又依還原劑是否和氣源中的O2發(fā)生反應(yīng)而分為選擇性催化還原法和非選擇性催化還原法。目前研究和應(yīng)用較多的屬于還原法脫硝的工藝主要有以下幾種：氣源中的NO2和NO在一定溫度和催化劑的作用下，被還原劑(HCO、CH4及其它低碳?xì)浠衔锏?還原為N2，同時(shí)還原劑還與氣源中的O2反應(yīng)生成H2O和CO2。在這種脫硝過程中，反應(yīng)需借助于催化劑的催化作用，而還原劑與NOx和O2都發(fā)生反應(yīng)，無(wú)選擇性，所以稱作非選擇性催化還原反應(yīng)。其它還原劑的還原反應(yīng)類同。常用的還原劑有合成氨釋放氣、焦?fàn)t氣、天然氣、煉油廠尾氣和汽化石腦油等，可總稱為燃料氣。常用催化劑有鉑(Pt)和鈀(Pd)。由于反應(yīng)過程中放出大量的熱，流程中應(yīng)設(shè)置廢熱鍋爐予以回收。對(duì)于在貧燃條件下燃燒排放的廢氣，由于存在著過量氧，不但消耗了還原劑，還會(huì)使催化劑失去活性。尋找在貧燃條件下仍具有高活性的NOx還原催化劑，仍是目前研究的一大課題。此法以NH3作還原劑，在較低溫度和催化劑的作用下，NH3有選擇地將廢氣中的NOx還原為N2，同尾氣中的O2不反應(yīng)或很少反應(yīng)，因而還原劑用量少。NH3還原NOx的主要反應(yīng)如下：當(dāng)條件改變時(shí)，還有可能發(fā)生一些副反應(yīng)。應(yīng)用氨選擇性催化還原法NOx的脫除率可達(dá)80%～90%，但費(fèi)用仍然很高，經(jīng)濟(jì)上也不很合理，氣源需預(yù)處理以防止催化劑中毒，需消耗一定數(shù)量的氨，大多數(shù)裝置(特別是綜合法)還消耗燃料氣；而且由于大多數(shù)操作時(shí)NH3/NOx大于2，不少裝置排放氣中NH3濃度達(dá)(500～800)×10-6，造成了二次污染。該法利用炭為還原劑還原廢氣中的NOx，屬于無(wú)觸媒非選擇性還原法。與以燃料氣為還原劑的非選擇性催化還原法相比，不需要價(jià)格昂貴的鉑/鈀貴金屬催化劑，因而不存在催化劑中毒所引起的問題；和NH3選擇性催化還原法相比，炭?jī)r(jià)格比較便宜，來源很廣。當(dāng)氣源中O2含量較高時(shí)，雖然炭消耗量很大，但O2和NOx與炭的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，消耗定量的炭所放出的熱量與普通燃燒過程基本相同，這部分反應(yīng)熱量可以回收利用。當(dāng)尾氣中存在O2時(shí)，O2與炭反應(yīng)生成CO，CO也能還原NOx：動(dòng)力學(xué)研究表明，O2與炭的反應(yīng)先于NO與炭的反應(yīng)，故尾氣中O2的存在使炭耗量增大。不少人企圖控制O2與炭的反應(yīng)，或用催化劑改變NO和O2與炭的反應(yīng)活性順序，至今沒有取得令人滿意的結(jié)果。由于非選擇性還原法需要消耗大量燃料氣或固體炭，選擇性催化還原法則消耗大量NH3，若能將NOx直接催化分解為N2和O2，便可達(dá)到既消除污染，又節(jié)約能源和資源的目的。催化分解法正是基于這種思想而展開研究的。對(duì)NOx的分解有催化作用的組分有鉑系金屬、過渡金屬、稀土金屬及其氧化物等。有些催化劑的分解效率高但不能持久，主要原因是NOx分解后產(chǎn)生的氧不易從載體上脫除，易使催化劑喪失活性。用炭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的載體物質(zhì)(Al2O3和SiO2等)制成脫硝催化劑，炭易與氧結(jié)合為氣態(tài)物質(zhì)CO、CO2等，可使氧從炭的表面脫除，從而避免催化劑表面上的活性中心因吸附氧而中毒。另外，炭本身就是還原劑，它易于將NO2還原為NO或N2O。但因反應(yīng)過程消耗炭載體，該催化劑壽命將取決于炭的消耗速度，尤其是對(duì)氧含量較高的氣體，壽命較短，該法還在進(jìn)一步的研究中。但是NO不與水發(fā)生反應(yīng)，它在水中的溶解度也很低。因而常壓下水吸收法效率不高，特別不適用于燃燒廢氣脫硝，因?yàn)槿紵龔U氣中NO占總NOx的95%。增加壓力雖有助于吸收過程的進(jìn)行，但需增加投資和能耗，通常不專門為常壓或低壓的NOx廢氣增設(shè)加壓裝置。在硝酸工廠采用的所謂“強(qiáng)化吸收”或“延長(zhǎng)吸收”法的實(shí)質(zhì)也是水吸收法。由于該法既能回收NOx增產(chǎn)硝酸又可使出口尾氣濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，一度成為新建硝酸工廠用于尾氣治理的主要方法。由于NO在稀硝酸中的溶解度比在水中大得多，故可用硝酸吸收NOx廢氣。NO在12%以上的硝酸中的溶解度比在水中大100倍，因此對(duì)NO含量較高的氣源的脫除效果很好。該法可用于硝酸尾氣的處理。在硝酸尾氣處理過程中，可以通過提高吸收壓力、降低吸附溫度、采用富氧氧化、控制余氧濃度等方法來提高NOx的脫除效率。濃硫酸吸收NOx可以生成亞硝基硫酸NOHSO4和混合硫酸，反應(yīng)如下：由于生成的亞硝基硫酸可用以濃縮稀硝酸，因此在采用硫酸吸收NOx的同時(shí)，又提濃了稀硝酸。此法應(yīng)用不多，只在用濃硫酸提濃硝酸以制取濃硝酸時(shí)可以考慮。堿性溶液和NO2反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，和N2O3(NO+NO2)反應(yīng)生成亞硝酸鹽。堿性溶液可以是鈉、鉀、鎂、銨等離子的氫氧化物或弱酸鹽溶液。當(dāng)用氨水吸收NO2時(shí)，揮發(fā)的NH3在氣相與NOx和水蒸汽還可反應(yīng)生成氣相銨鹽。這些銨鹽是1～10μm的氣溶膠微粒，不易被水或堿液捕集，逃逸的銨鹽形成白煙；吸收液生成的NH4NO2也不穩(wěn)定，當(dāng)濃度較高、吸收熱超過一定溫度或溶液pH值不合適時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈分解甚至爆炸，因而限制了氨水吸收法的應(yīng)用。堿液吸收法的優(yōu)點(diǎn)是能將NOx回收為有銷路的亞硝酸鹽或硝酸鹽產(chǎn)品，有一定經(jīng)濟(jì)效益。工藝流程和設(shè)備也較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是吸收效率不高。對(duì)NO2/NO的比例也有一定限制。堿液吸收法廣泛用于我國(guó)常壓法、全低壓法硝酸尾氣處理和其他場(chǎng)合的NOx堿液吸收法廢氣治理。但該法在我國(guó)應(yīng)用的技術(shù)水平不高，吸收后尾氣濃度仍很高,常達(dá)(1000～8000)×10-6之多，無(wú)法達(dá)到排放要求。因此，我國(guó)堿液吸收法有待技術(shù)改造，以發(fā)揮它具有經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)，克服吸收效率低的缺點(diǎn)。改造的途徑，一是有效控制廢氣中NOx的氧化度，二是強(qiáng)化吸收操作，改進(jìn)吸收設(shè)備和吸收條件。NO除生成絡(luò)合物外，無(wú)論在水中或堿液中都幾乎不被吸收。在低濃度下，NO的氧化速度是非常緩慢的，因此NO的氧化速度是吸收法脫除NOx總速度的決定因素。為了加速NO的氧化，可以采用催化氧化和氧化劑直接氧化。而氧化劑有氣相氧化劑和液相氧化劑兩種。氣相氧化劑有OOCl2和ClO2等；液相氧化劑有HNOKMnONaClONaClO、H2OKBrOK2Br2ONa3CrO(NH4)2CrO7等。還有利用紫外線氧化的。NO的氧化常與堿液吸收法配合使用，即用催化氧化或氧化劑將尾氣中的NO氧化后用堿液回收NOx。它的實(shí)際應(yīng)用決定于氧化劑的成本。硝酸氧化時(shí)成本較低，國(guó)內(nèi)硝酸氧化-堿液吸收流程已用于工業(yè)生產(chǎn)，其他氧化劑因成本高國(guó)內(nèi)很少采用。該法用液相還原劑將NOx還原為N2，即濕式分解法。常用的還原劑有亞硫酸鹽、硫化物、硫代硫酸鹽、尿素水溶液等。液相還原劑同NO的反應(yīng)并不生成N2而是生成N2O，而且反應(yīng)速度不快。因此，液相還原法必須預(yù)先將NO氧化為NO2或N2O3。隨著NOx氧化度的提高，還原吸收率增加。由于還原吸收是將NOx還原為無(wú)用的N2，因此，為了有效地利用NOx，對(duì)于高濃度NOx廢氣，一般先采用堿液或稀硝酸吸收，然后再用還原法作為補(bǔ)充凈化手段。這是一種利用液相絡(luò)合劑直接同NO反應(yīng)的方法，因此，對(duì)于處理主要含有NO的NOx尾氣具有特別意義。NO生成的絡(luò)合物在加熱時(shí)又重新放出NO，從而使NO能富集回收。目前研究過的NO絡(luò)合吸收劑有FeSOFe(Ⅱ)-EDTA和Fe(Ⅱ)-EDTA-Na2SO3等。在實(shí)驗(yàn)裝置上，該法對(duì)NO的脫除率可達(dá)90%，但在工業(yè)裝置上很難達(dá)到這樣的脫除率。PeterHarriott等人在中試規(guī)模達(dá)到了10%～60%的NO脫除率。液相絡(luò)合吸收法目前未見工業(yè)化報(bào)道，主要問題是為回收NOx必須選用不使Fe(Ⅱ)氧化的惰性氣體將NO吹出，而且絡(luò)合反應(yīng)的速度也有待進(jìn)一步提高。等離子體活化法是80年代發(fā)展起來的一種干法煙氣脫硫脫硝技術(shù)，其特征是在煙氣中產(chǎn)生自由電子和活性基因，可同時(shí)脫除NOx和SO2。該法可分為兩大類：電子束法(EBDC)和脈沖電暈等離子法(PPCP)。前者利用電子加速器獲得高能電子束(500～800keV)，后者利用脈沖電暈放電獲得活性電子(5～20eV)。電子束輻照煙氣脫硝是利用高能射線(電子束或γ射線)照射工業(yè)廢氣，發(fā)生輻射化學(xué)變化，從而將NOx除去，同時(shí)可除去SO2。一般認(rèn)為，該反應(yīng)為自由基反應(yīng)。高能射線照射工業(yè)廢氣,其中水被分解為OH、O、HO2等自由基，這些極為活潑的自由基與NOx反應(yīng)生成酸，經(jīng)分離達(dá)到凈化目的。電子束法已達(dá)中試階段，脫硝率達(dá)75%左右，脫硫率達(dá)90%以上。此法工藝簡(jiǎn)單，投資低，占地小。但是需要昂貴的電子加速器，處理單位體積煙氣的能耗也較高，并要求有射線屏蔽裝置，難以大規(guī)模推廣。電暈法由電子束法發(fā)展而來。該法克服了電子束法的缺陷，省掉了昂貴的加速器，避免了電子槍壽命和射線屏蔽等問題，可直接應(yīng)用到現(xiàn)有除塵裝置上。該法在電暈放電過程中，產(chǎn)生的活化電子與氣體分子碰撞，產(chǎn)生OH、N、O等自由基和O3。這些活性物質(zhì)首先把氣態(tài)的SO2和NOx轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)氧化物，然后形成HNO3。在有氨注入的情況下，進(jìn)一步生成硝銨等細(xì)粒氣溶膠。產(chǎn)物可用常規(guī)方法(ESP或布袋)收集，完成從氣相中的分離。脈沖電暈等離子體活化法煙氣脫硫脫硝是一種物理和化學(xué)相結(jié)合的技術(shù)，脫硝過程耗能低，氣體溫度也不會(huì)升高。所以這種方法也被稱為“冷等離子體法”或“非平衡等離子體法”。其工業(yè)化過程的關(guān)鍵在于降低能耗(<3kWh/Nm3)。此法占地小，設(shè)備費(fèi)低，操作方便，無(wú)二次污染，具有很大的社會(huì)效益和市場(chǎng)應(yīng)用潛力。目前脈沖電暈等離子體的研究大多用加氨制肥料的方法，如果直接將SONOx分解制得產(chǎn)品，則經(jīng)濟(jì)效益更大。這些研究尚有待進(jìn)一步探討。廢氣的生物化過程是利用微生物的生命活動(dòng)將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單而無(wú)害的無(wú)機(jī)物和微生物的細(xì)胞質(zhì)。微生物的種類繁多，特定的待處理成分都有其特定的適宜處理的微生物群落。生化法凈化廢氣通?？煞譃樯锵礈?、生物過濾及生物滴濾等幾種形式。該法的基本原理是：適宜的脫氮菌在有外加碳源的情況下，利用NOx作氮源，將NOx還原為最基本的無(wú)害的N2，而脫氮菌本身獲得生成繁殖。其中NOx先溶于水形成NO3-及NO2-，再被生物還原為N2，而NO則是被吸附在微生物表面后直接被生物還原為N2。微生物法處理污染物是一自然過程，人類所研究的只是強(qiáng)化和優(yōu)化該過程，主要是從強(qiáng)化傳質(zhì)和控制有利于轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程的條件兩方面著手。隨著研究的不斷深入，該技術(shù)將會(huì)從各方面得到全面的發(fā)展。吸附法是利用吸附劑對(duì)NOx的吸附量隨溫度或壓力變化而變化，通過周期性地改變操作溫度或壓力控制NOx的吸附和解吸，使NOx從氣源中分離出來，屬于干法脫硝技術(shù)。根據(jù)再生方式的不同，吸附法可分為變溫吸附法和變壓吸附法。變溫吸附法脫硝研究較早，已有一些工業(yè)裝置。變壓吸附法是最近研究開發(fā)的一種較新的脫硝技術(shù)。吸附法的凈化效率高，脫除精度深，可回收NOx制硝酸產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在脫除率相同時(shí)，本法的經(jīng)濟(jì)虧損比其它方法少。分子篩吸附法國(guó)外已有工業(yè)裝置用于硝酸尾氣處理。它可將NOx濃度由(1500～3000)×10-6降到50×10-6，用吸附法從尾氣中回收的硝酸量可達(dá)工廠生產(chǎn)量的5%。我國(guó)進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)。用作吸附劑的分子篩有氫型絲光沸石、氫型皂沸石、脫鋁絲光沸石、13型分子篩等。吸附后的分子篩可用干燥后的凈化氣或水蒸汽加熱再生。當(dāng)用干燥的凈化氣再生床層，如尾氣中NOx含量為35%～38%、入口溫度為10±2℃時(shí),相應(yīng)的絕熱吸附床層平均溫度可控制在25～35℃。如控制凈化氣中NOx含量不超過50×10-6，NOx凈化率>97%，當(dāng)空速為1280h-1時(shí)，吸附量為30～35mL/g，空速為1030h-1時(shí)，吸附量達(dá)37mL/g，能增加0%左右的硝酸產(chǎn)量。再生時(shí)要求再生氣入口溫度為350℃。德國(guó)某公司的一項(xiàng)專利技術(shù)，采用專用分子篩的變溫吸附工藝，用原料氣作為再生氣源，回收利用NOx，用于硝酸尾氣NO的回收。再生溫度約200℃，據(jù)稱也可將NOx脫除到1×10-6左右，而再生氣中NOx最高濃度可達(dá)50%，便于回收。日本在分子篩吸附劑脫除NOx方面進(jìn)行了較多的研究，提出了一些適用于低濃度、大氣量的脫除NOx(或同時(shí)脫除SOx)的方法,這些方法的核心在于吸附劑的制備，針對(duì)不同的廢氣源配置工藝過程。但工業(yè)化報(bào)道不多。活性炭對(duì)低濃度NOx有很高的吸附能力,其吸附量超過分子篩和硅膠。但由于活性炭在300℃以上有自燃的可能,給吸附和再生造成較大的困難。法國(guó)某公司開發(fā)了一種新的活性炭吸附法———“考法士”法。該法使硝酸尾氣與噴淋過水或稀硝酸的活性炭相接觸。尾氣中NOx被吸附，其中NO與尾氣中的O2在活性炭表面催化氧化為NO2，進(jìn)而再與水反應(yīng)生成稀硝酸及NO?！翱挤ㄊ俊狈ㄏ到y(tǒng)簡(jiǎn)單、體積小、費(fèi)用省，可以回收NOx，是一種較好的方法。這種方法能脫除80%以上的NOx，使排出的氣體變成無(wú)色，回收的硝酸約占硝酸總產(chǎn)量的5%。此法在國(guó)外已用于日產(chǎn)175t100%硝酸廠的尾氣處理。日本某公司研制了一種吸附NO的吸附劑，該吸附劑是由酚醛樹脂制成的一種活性炭?？梢灾苯游竭_(dá)吸附劑重量1%左右的NO，無(wú)需將NO氧化為NO2，再生在150℃左右進(jìn)行，具有很好的耐水性。據(jù)稱該吸附劑特別適合處理低濃度NO(如5×10-6)的場(chǎng)合，NO脫除率可達(dá)到90%左右。西南化工研究設(shè)計(jì)院利用變溫吸附脫硝技術(shù)，為國(guó)內(nèi)某廠建立了一套兩塔流程變溫吸附工業(yè)裝置，處理工業(yè)窯爐廢氣，吸附劑采用該院研制的專用吸附劑，適用壽命長(zhǎng)，再生溫度低。裝置實(shí)際運(yùn)行時(shí)處理的廢氣含NOx約1000mg/m3及少量SO2，變溫吸附處理后，凈化氣中NOx和SO2都可控制在1×10-6以下，凈化氣作為后續(xù)工段原料氣。該技術(shù)特別適合于對(duì)NOx和SO2凈化要求特別高的場(chǎng)合。截至目前為止，采用其它常用脫硝技術(shù)很難達(dá)到如此高的凈化程度，相對(duì)于該技術(shù)所達(dá)到的程度來看，其投資是最小的。硅膠對(duì)水汽的吸附能力較強(qiáng)，含水分的NOx廢氣可用硅膠去濕。干燥氣體中NO因硅膠的催化作用被氧化為NO2并被硅膠吸附。吸附一般在30℃以下進(jìn)行，然后加熱解吸再生。硅膠在溫度超過200℃時(shí)會(huì)干裂，這種性質(zhì)限制了它的應(yīng)用范圍。含NOx廢氣若含粉塵，必須事先除去，以免堵塞吸附劑空隙。泥煤、褐煤中含有大量原生腐植酸，有很大的內(nèi)表面，具有相當(dāng)強(qiáng)的吸附能力。煤中所含的鈣鎂離子通常和腐植酸相結(jié)合，成為不溶性的不為植物吸收的腐植酸鈣、鎂鹽。泥煤、褐煤經(jīng)氨化處理后再吸附NOx就可以得到可被植物吸收的硝基腐植酸銨，這是一種優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。吸附NOx后還生成硝酸鈣、硝酸銨、硝酸鎂和亞硝酸銨等。我國(guó)一些化肥廠開展了氨化泥