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氮氧化物治理方法

2018-03-29 00:00:00    来源:河南申博最新网址申博最新网址环保    点击:22775    喜欢:0

氮氧化物治理方法

氮氧化物NOX是燃煤电厂烟气排放三大有害物(SO2NOX及总悬浮颗粒物TSP)之一。从污染角度考虑的氮氧化物主要是NONO2,统称为NOX。在绝大多数燃烧方式下,主要成分是NO,约占NOX90%多。NO是无色、无刺激气味的不活泼气体,在大气中的NO会迅速被氧化成NO2NO2是棕红色有刺激性臭味的气体。NOX可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病。

氮氧化物治理方法分为干法和湿法两类:

一、干法主要有催化还原法、吸附法等。

  1、催化还原法:适用于治理各种污染源排放出的NOx。可分为非选择性还原法和选择性还原法。非选择性还原法是以一氧化碳、氢、甲烷等还原性气体作为还原剂,以元素铂、钯或以钴、镍、铜、铬、锰等金属的氧化物为催化剂,在400800℃的条件下,将氮氧化物还原成氮气,同时有部分还原剂与烟气中过剩的氧发生燃烧反应形成水和二氧化碳,并放出大量热。此法效率高,但耗费大量还原剂。选择性还原法是以元素铂或以铜、铁、钴、钒等的氧化物为催化剂,以氨(NH3)或硫化氢(H2S)为还原剂,有选择性地同排放废气中NOx反应,NH3为还原剂时,反应温度为200450℃(以H2S为还原剂时反应温度为120150℃)。

此法还原剂消耗仅为非选择性还原法的1/51/4。中国采用金属钼、铜铬系和铁铬系作催化剂,选择温度的范围为100120℃。

  2、吸附法:用分子筛等吸附剂,吸附硝酸尾气中的NOx。氢型丝光氟石、13X型等分子筛、硅胶、泥煤和活性炭等是良好的NOx吸附剂。在有氧存在时,分子筛不仅能吸附NOx还能将NO氧化成NO2。通入热空气(或热空气与蒸汽的混合物)解吸,可回收硝酸(HNO3)NO2。硝酸尾气中的NOx经过吸附处理可控制在50ppm以下。吸附法还可用于其他低浓度NOx废气的治理。

二、湿法有直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。

直接吸收法:有水吸收、硝酸吸收、碱性溶液(氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体)吸收,浓硫酸吸收等多种方法。中国应用“漂白”稀硝酸(1530%)作吸收液,在表压2千克力/厘米2,吸收温度为20℃,气液比为290:1,空塔速度为0.52/秒的条件下吸收硝酸尾气中的NOx, 可使尾气中NOx的含量降低到国家排放标准以下。用漂白稀硝酸可在低压下直接吸收NO。如在12%的漂白硝酸中NO的溶解度系数(β)4.2。用水直接吸收NO,β值仅为0.041。当NO:NO2摩尔比为 1时,吸收速度加快。为使部分NO氧化为NO2,使摩尔比保持在1,一般采取加压、降温、催化氧化、增加吸收塔体积等措施。用漂白稀硝酸直接吸收NO,既

可减少污染,又可增加硝酸产量。吸收NOx后的漂白稀硝酸,可用气体吹脱 (漂白)。吹脱出来的 NOx送入吸收塔回收。此法可从尾气中回收8090%NOx。碱性溶液吸收法是用 30%NaOH溶液或相应浓度的氨水,得到硝酸盐和亚硝酸盐。用氨水吸收得到的硝酸铵和亚硝酸铵可作农田肥料。用浓硫酸吸收既可去除NOx,又可去除烟气中SO2,目前尚处于实验室研究阶段。

三、低温等离子技术

  低温等离子体应用于固体废物、废水、废气的治理在近几年来备受瞩目。等离子体是一种导电流体,在宏观上呈现电中性. 对外加电磁场十分敏感,等离子体中富含大量内能较大的各种微观粒子, 其理化性质相当活泼,极易与其他物质发生相互作用。低温等离子体的电子温度可达 104K以上,而离子和中性粒子的温度只有 3 0 0 5 0 0 K,体系的表观温度较低。常用的气体低温等离子体产生方法为放电法,即在电场作用下气体被击穿而导电, 由此产生电离气体。其放电方式有辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电和微波放电。由于对气态污染物的治理,一般要求在常压下进行,而能在常压下产生低温等离子体的只有电晕放电和介质阻挡放电两种形式, 目前的研究以这两种放电方式为主 其中电晕放电利用非对称电极放电产生等离于体.但难以获得大体积的等离子体,介质阻挡放电可以在很宽的气压、电压及频率范围内使用 ,另外由于它可以在较大的区域内形成等离子体区,所以允许有较大的气体流量。

低温等离予体净化NO的作用机理是粒子非弹性碰撞的结果。利用外电场放电产生的高能电子撞击尾气中的气体分子(NOxN2O 2 H 2O) ,使之获得能量。并得以激活、分解、电离,产生氧化能力很强的自由基原子氧( O )、原子氮( N )、臭氧( O3 )等。这些强氧化物质可迅速与尾气中的NOx作用,又会产生其它种类的活性物质,导致一系列复杂化学反应的发生。

氧气对 N O的脱除存在抑制作用。放电增强了物种的活性,一些常温常压没有催化剂很难或根本就不能发生的化学过程得以实现。在反应过程中, 高能电子起着决定性作用。 而这主要取决于电子的平均能、电子密度、气体温度等条件。

采用低温等离子体技术不仅节约能源和设备、易于实现。且具有处理效果好、处理范围广、能同时处理多种污染物、净化彻底、无二次污染等优点,因此在废气治理领域逐渐引起人们的重视。广阔的发展前景。

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