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低溫脫硝系統催化劑發展歷程

發布時間:2018-11-08 11:13:44         發布人:脫硝系統

  低溫脫硝催化劑對于提高脫硝的效率是有很大幫助的,煙氣中所含的煙塵、二氧化硫、氮氧化物(NOX)等有害物質是造成大氣污染、酸雨、溫室效應等環境問題的主要原因,如何有效去除煙氣中的SO2和NOX引起世界各國研究者的重視。當今世界上應用得廣泛的脫硫技術是煙氣脫硫工藝(FGD),其中濕法FGD具有很高的脫硫效率,但難以用來脫硝。這是因為煙氣中NOX的主要成分是NO,約占總量的90%以上,它是一種無色、無臭、不活潑的氣體,除了生成絡合物以外,無論在水中或堿液中都幾乎不被吸收。

  因為濕法脫硫在當前FGD市場中占有相當大的比重,所以對該方法作相應的改進以用于同時脫硫脫硝將會有很大的發展前景。為了有效地吸收NOX,需要將煙氣中的NO氧化到NO2/NO=1~1.3。在低濃度下,NO的氧化速度是非常緩慢的。因此NO的氧化速度成為吸收法脫除NOX總速度的決定因素。為了加速NO的氧化,可以采用氧化劑直接氧化。

  近年來,在液相中添加化學試劑的方法被廣泛嘗試。其中,濕法脫硝添加劑被證明是有效的。脫硝添加劑氧化還原法,用濕法煙氣脫硝劑將NO氧化成NO2,然后用水溶液將NO2還原成N2,該法可以采用CaCO3(石灰石)作為脫硫劑的濕法脫硫技術結合使用,脫硫的反應產物又可作為NO2的還原劑,濕法煙氣脫硝劑的脫硝率可達95%,且可同時脫硫。

  早在20世紀70年代末,國外煙氣脫硝機構就研究了濕法煙氣脫硝劑溶液對NOX的吸收。到了90年代他們使用的是平板式氣液界面的半分批攪拌容器。使用填充柱和攪動槽也進行了類似的實驗研究,并且在這個基礎上,分別嘗試用噴淋塔和鼓泡柱進行同時脫硫脫硝的研究。脫硝方法分為干法脫硝和濕法脫硝兩種方式,干法脫硝效率在80%左右,投入大,占地面積大,成本高,運行費用高;濕法脫硝,投入小,占地面積小,成本低,運行費用低,并且能與現有的脫硫技術進行有機結合實現脫硝,具有操作簡單,使用方便。

  濕法脫硝添加劑具有吸水性,溶于水,有很強的氧化性。濕法脫硝添加劑溶液濕法脫除NOX的反應比較復雜,許多學者在進行這方面的研究后,對反應機理有了一定的了解。這是一個氣膜控制的吸收氧化反應,NOX主要通過N2O3和N2O4的水解而被吸收,NO可以在水溶液中被濕法煙氣脫硝劑定量地氧化。

  雖然溶于水,但不能生成氮的含氧酸,在0℃時,一體積水可溶解0.07體積的NO,NO難溶于水成為脫硝的難點,但在濕法煙氣脫硝劑中,有足夠的水水使NO溶于水中。有關研究表明當水溶液中硝酸含量>12%時,NO的溶解度比在純水大很多,即一體積水能溶解7體積的NO,煙氣開始溶于水中時水是純凈的,首先是NO2溶于水生成HNO3,如果NO2在水中不被還原,按照濕法脫硝添加劑在水中的煙水比例計算,水溶液中硝酸的含量為12%左右,因此可以說NO溶于水是不成問題的。

  使用小型噴淋塔裝置,所有的設備包括煙氣模擬系統、噴淋塔和檢測分析系統。

  在加入壓縮空氣之前,NO首先在混合器1中被N2稀釋以避免生成大量的NO2。稀釋后的NO在混合器2中被控制流速的壓縮空氣再次稀釋,以調節到所需濃度。在進入噴淋塔之前,模擬煙氣被電控加熱器加熱到工作溫度,然后在噴淋塔中被吸收。試驗分析測量出氣中SO2、NO和O2的濃度,噴淋液滴粒徑大小,以及反應后的吸收液中各類生成離子的濃度。

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