1原理介紹

臭氧氧化吸收法脫硝技術(shù)利用O3的強(qiáng)氧化性將煙氣中占95%以上的難溶于水NO氧化為易溶于水、易與堿液反應(yīng)的高價(jià)NOx（NO2、NO3、N2O5），隨煙氣進(jìn)入后續(xù)脫硫系統(tǒng)，在脫硫塔內(nèi)與SO2一同被堿液吸收；生成的硝酸鹽進(jìn)入后處理系統(tǒng)完成處理。

2技術(shù)特點(diǎn)

2.1溫度要求低

脫硝反應(yīng)對(duì)溫度有嚴(yán)格的要求，SNCR的反應(yīng)溫度為800~1100℃，SCR為280~400℃，限制了設(shè)備布置和脫硝效率。臭氧氧化法要求反應(yīng)溫度低于250℃，最佳反應(yīng)溫度區(qū)間為≤150℃。因此臭氧的噴射及混合設(shè)備可布置在除塵器和余熱回收系統(tǒng)后，不會(huì)降低系統(tǒng)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性，適應(yīng)性更廣，對(duì)于某些低溫?zé)煔猓ㄈ?50℃燒結(jié)煙氣）尤其適用。

2.2脫硝效率高

傳統(tǒng)煙氣脫硝技術(shù)根據(jù)運(yùn)行環(huán)境不同，脫硝效率有所波動(dòng)，SNCR為30%~70%，SCR不超過(guò)85%，當(dāng)NOx濃度偏高時(shí)難以達(dá)標(biāo)。臭氧氧化法由于其化學(xué)反應(yīng)可在常溫常壓下進(jìn)行，無(wú)需高溫、催化等特殊環(huán)境，故只要保證足夠的臭氧量以及與煙氣的均勻混合，即可獲得很好的脫硝效果。以往項(xiàng)目的運(yùn)行實(shí)踐表明，該技術(shù)脫硝效率能保持在≥90%，最高可達(dá)到99%。

2.3反應(yīng)速率快

臭氧氧化吸收法采用氧化反應(yīng)路徑，所需活化能遠(yuǎn)低于SNCR和SCR的還原反應(yīng)，因此臭氧氧化反應(yīng)迅速，理論上完全反應(yīng)時(shí)間約為0.1s，在實(shí)際工程運(yùn)行中，停留時(shí)間為1s時(shí)即可保證完全反應(yīng)。因此在現(xiàn)階段大部分的脫硝反應(yīng)條件下，O3均能保證將NO完全氧化。

2.4改造難度小

由于臭氧氧化NOx的反應(yīng)極其迅速，使得該技術(shù)所需的反應(yīng)空間更小。例如SCR需要布置完整的反應(yīng)器作為脫硝載體，SNCR需要旋風(fēng)分離器作為反應(yīng)空間，而臭氧氧化僅需借助5~10m的煙道即可完成反應(yīng)，對(duì)煙道截面的形狀尺寸也無(wú)特殊規(guī)定，改造工作量小，布置更加靈活。

3與脫硫系統(tǒng)的適配性分析

3.1濕法脫硫

濕法脫硫在脫硫市場(chǎng)上占90%以上，也常作為臭氧氧化后的吸收裝置，目前常見(jiàn)的濕法脫硫有石灰石膏法、鎂法和氨法，這三種工藝與臭氧氧化脫硝聯(lián)合運(yùn)行時(shí)會(huì)存在不同的問(wèn)題。

對(duì)于石灰石膏法和鎂法，高價(jià)NOx進(jìn)入吸收塔后生成硝酸鹽，降低副產(chǎn)物的產(chǎn)品質(zhì)量。為提高副產(chǎn)物的純度，可以采用離子膜法等將雜鹽分離出去，也避免了亞硝酸鹽的二次污染。實(shí)際上，副產(chǎn)物脫硫石膏常作為水泥和建材原料，少量的硝酸鹽對(duì)其利用價(jià)值影響不大，無(wú)需過(guò)多考慮雜鹽帶來(lái)的不利影響。

對(duì)于氨法脫硫，高價(jià)NOx帶來(lái)的影響則較為明顯，一是NO2與(NH4)HSO3和(NH4)2SO3生成的(NH4)2NO2在吸收塔內(nèi)極易分解，會(huì)重新生成NO2，降低脫硝效果；二是(NH4)2NO2進(jìn)入循環(huán)氧化槽后可能會(huì)被氧化成(NH4)2NO3，后者屬于易爆炸的危險(xiǎn)品，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性；同時(shí)氨法脫硫產(chǎn)物硫酸銨屬于高附加值產(chǎn)品，(NH4)2NO2等雜鹽的存在也嚴(yán)重降低了產(chǎn)品品質(zhì)。因此在設(shè)計(jì)氨法脫硫與臭氧氧化脫硝聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，更適合采用“先脫硫后脫硝”的工藝路線。

3.2半干法脫硫

半干法脫硫的原理是利用石灰漿在脫硫系統(tǒng)（CFB、SDA等）內(nèi)吸收煙氣中的SO2以達(dá)到脫硫效果，并合理控制煙氣分布、石灰漿流量等使水分完全蒸干，最終得到干燥的副產(chǎn)物脫硫灰。臭氧氧化裝置大多布置在半干法脫硫設(shè)備前，高價(jià)NOx進(jìn)入半干法脫硫裝置后與液體石灰漿接觸反應(yīng)，達(dá)到脫硝效果。

但實(shí)際上由于水分的蒸發(fā)，高價(jià)NOx在脫硫裝置內(nèi)往往會(huì)接觸到干燥的Ca(OH)2顆粒，氣固反應(yīng)速率遠(yuǎn)低于氣液反應(yīng)，也導(dǎo)致吸收效果不佳，降低脫硝效率。因此為提高化學(xué)反應(yīng)速率，可提高O3供應(yīng)量，將NOx完全氧化成為更易發(fā)生中和反應(yīng)的酸酐N2O5，并適當(dāng)提高脫硫噴水量，以保證吸收效果。

4結(jié)語(yǔ)

臭氧氧化吸收法脫硝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)突出，對(duì)各類煙氣均能保持很高的脫硝效率，且改造難度小。但在與脫硫技術(shù)配合時(shí)也存在部分問(wèn)題，需要在設(shè)計(jì)中對(duì)工藝進(jìn)行合理優(yōu)化，以保證脫硫脫硝系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。