山西磚廠脫硫塔/脫硫脫銷一體化設計

3.1技術方案的組合形式

由于低NO_X燃燒技術降低NO_X排放效率較低（一般在50%以下），因此，當NO_X的排放標準要求比較嚴格時，就要考慮采用燃燒后的煙氣脫硝技術來降低NO_X的排放量。煙氣脫硝技術分為包括氣相反應法、等離子體活法、吸附法、液體吸收法、微生物法等。

3.2、設計方案的組合形式是：選用LPC技術中的《氨法脫硫技術》首先對煙氣進行高效率脫硫和初步脫硝處理，之后采用山美水美高濃度臭氧發生器技術對NO進行氧化處理，之后再用噴淋技術將已氧化成易溶于水的NO₂、N₂O₃、N₂O₅等高價態氮氧化物進行液相收集。在噴淋液的作用下發生化學反應生成水和硝酸鹽，還原氮氣（在這里我們可以根據環保部門提出的脫硝要求和根據臭氧與一氧化氮的摩爾比確定的臭氧需要量來選擇適當大小的臭氧發生設備）。煙氣經脫硝后進入除霧區，經除去煙氣中的水霧后直接送進煙囪排入大氣。

1、  技術方案的名稱與含義

本技術方案的名稱叫做“氨水——臭氧組合高效脫硫脫硝技術方案”。即AC—GT_SX技術方案。其基本含義是：A——氨水、C——臭氧，GT_SX——高效脫硫脫硝。該技術的突出特點是采用目前已經十分成熟的而且具有很高脫除效率的“氨法脫硫技術”（A—GT_S）首先解決燃氣鍋爐的煙氣脫硫問題，同時把煙氣中已經是高價態的氮氧化物脫除掉，之后采用“臭氧氧化技術”（C—GT_X)，利用臭氧的強氧化特性，將NO氧化成高價態的氮氧化物，再用氨水噴淋收集，并使其與氨水反應生成硝酸鹽或與水反應還原氮氣，達到脫氮的目的。

選擇性非催化還原法（SNCR）

選擇性非催化還原法是在900～1100℃溫度內，無催化劑作用下，通過注入氨、尿素等化學還原劑還原劑可選擇性地把煙氣中的NO_X 還原為N₂ 和H₂O，達到去除的目的。在SNCR 法中溫度的控制是至關重要的。由于沒有催化劑加速反應，故其操作溫度高于SCR 法。為避免NH₃被氧化，溫度又不宜過高。目前的趨勢是以尿素代替NH₃作還原劑。采用該方法一般可使NO_X降低50%～60%。

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㈠、7 尿素溶液吸收法

應用尿素作為氮氧化物的吸收劑，其主要的反應為：

NO+NO₂   =  N₂0₃；N₂0₃+H₂O  = 2HNO₂；

(NH₂)₂CO+2HNO₂  =   CO₂+2N₂+3H₂O

此法運行費用低，吸收效果好，不產生二次污染。然而，只用尿素溶液吸收，尾氣中氮氧化物濃度仍高達0．06%～0．08%。為進一步提高凈化效率，用弱酸性尿素水溶液吸收，通常可以加硫酸、硝酸、鹽酸或者醋酸。吸收液的溫度控制在30℃～90℃，pH值在1～3之間，吸收后尾氣中NO_X的去除率高達99．95%。

㈡、高效脫硝原理

1、臭氧的氧化特性

臭氧的氧化能力*，從下表可知，臭氧的氧化還原電位僅次于氟，比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。

此外，臭氧的反應產物是氧氣，所以它是一種高效清潔的強氧化劑。臭氧脫硝的原理在于臭氧可以將難溶于水的NO氧化成易溶于水的NO₂、N₂O₃、N₂O₅等高價態氮氧化物。

2、臭氧的化學反應機理

臭氧的詳細化學反應機理比較復雜。在實際運用中，可根據低溫條件下臭氧與NO的關鍵反應進行調試。低溫條件下，O₃與NO之間的關鍵反應如下：

NO+O₃→NO₂+O₂        （1）

NO₂+O₃→NO₃+O₂       （2）

NO₃+NO₂→N₂O₅         （3）

NO+O+M→NO2+M       （4）

NO₂+O→NO₃                （5）

3 臭氧同時脫硫脫硝研究概況

據浙江大學王智化等對采用臭氧氧化技術同時脫硫脫

硝進行的試驗結果表明，在典型煙氣溫度下，臭氧對NO的氧化效率可達84%以上，結合尾部濕法洗滌，脫硫率近100%，脫硝效率也在O₃/NO摩爾比為0.9時達到86.27%，NO和Hg0的脫除率與O₃的注入量有關，當O₃加入量為200ppm時，NO的脫除效率可達到85%，此工藝對NO和SO₂的脫除率***高可分別達到97%和100%。

4 臭氧同時脫硫脫硝的主要影響因素。

4.1 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/的情況下，脫硝率可達到85%以上，有的甚至幾乎達到100%；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。

4.2 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。所有試驗都表明，臭氧所處的環境溫度越高分解越快，溫度越低分解越慢。在150℃的低溫條件下，臭氧的分解率相對較低。在25℃時臭氧的分解率只有0.5%，臭氧的半衰期可達15秒。

4.3 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，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。反應時間1秒足矣。據華北電力大學環境學院馬雙忱等人的技術文獻證實：在1～10000秒之間，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。

5、臭氧氧化技術的工程應用

C—GT_X是一種低溫氧化技術，將氧/臭氧混合氣注入再生器煙道，將NO_X氧化成高價態且易溶于水的NO₂和N₂O₅，然后通過氨水洗滌并使其與氨水反應生成硝酸鹽，或與水反應還原氮氣。

主要的反應如下：

NO+O₃→NO₂+O₂                                （6）

2NO₂+O₃→N₂O₅+O₂                           （7）

N₂O₅+H₂O→2HNO₃                             （8）

4NH₃ + 2NO₂ + O₂ →6H₂O + 3N₂          （9）

4NO₂+ 4NH₃•H₂O+O₂ →4NH₄NO₃ + 2H₂O      （10）

5. 利用臭氧發生器產生的臭氧氧化難溶于水的NO，使其變成易溶于水的NO₂等高價態氮氧化物，同時再用與氮氧化物有很好親和性的氨水進行收集，*可以獲得令人滿意的脫硝效果。