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  • 烟气脱氮

    氮氧化物对环境的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因素。烟气脱氮,主要是解决一氧化氮、二氧化氮的污染问题,这些物质能与二氧化硫相互作用,加速形成硝酸。烟气脱氮对我们的环境保护意义十分重大。

    编辑摘要
    中文名: 烟气脱氮 英文名: flue gas denitrification

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    科技名词 /烟气脱氮 编辑

    中文名称:烟气脱氮
    英文名称:flue gas denitrification,deNOx
    其他名称:烟气脱硝
    定义:从烟气中脱除氮氧化物的工艺过程。
    所属学科:电力(一级学科);环境保护(二级学科)



    烟气脱氮技术进展/烟气脱氮 编辑

    目前,NOx的控制主要有燃烧前处理、燃烧方式的改进及燃烧后处理等3种途径,但燃烧后烟气脱氮技术是控制NOx排放的重要方法,大部分烟气中的NOx都是通过该法进行处理。[1]

    (1)吸收法。

    吸收法是工业企业采用较多的处理NOx的方法,主要原理是将NOx吸收到溶液中。比较常见有水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、氧化吸收法、液相还原吸收法和络合吸收法等。其中,以尿素为还原剂的液相还原吸收法NOx的脱除率可达90% ,而其他方法的去除率都在40%-80%之间。

    (2)吸附法。

    吸附法是一种已经成熟的工业分离技术,基本原理是利用大比表面的吸附剂对NOx进行吸附,通过周期性地改变操作温度或压力进行NOx的吸附和解吸,使NOx从烟气中分离出来,从而达到净化和富集的目的。常用的吸附剂有硅胶、分子筛、活性炭、活性焦、天然沸石及泥煤等。吸附法具有成本低、不产生二次污染等优点,但目前所用吸附剂的吸附量小,当烟气中NOx含量高时,吸附剂用量多、消耗大,设备体积庞大,所以应用并不广泛。

    (3)微生物法。

    微生物法的基本原理是使用合适的脱氮菌在外加炭源情况下,利用NOx作为氮源,将NOx转化为无害的N2,而脱氮菌本身获得繁殖。常用的有生物洗涤、生物过滤和生物滴滤等形式。

    (4)电子辐射法。

    电子辐射法又称等离子体活化法,通过电子束照射或高压放电将烟气中NOx电离,从而达到脱除NOx的目的。该法包括电子束法和脉冲电晕法。一般用来同时脱除NOx和SO2或与催化相结合使用。该法装置占地小,无二次污染,但能耗较高,设备投资大,运行费用高,抑制了该技术的工业应用。

    (5)催化法。

    与以上方法相比,催化法脱氮具有快速、高效等优点,因此被广泛用于燃煤电厂烟气和汽车尾气中NOx的脱除。催化法可分为选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)等两种。其中SNCR技术是在炉膛温度1000℃左右的区域喷入NH3、尿素等还原剂,将NOx还原成N2和H2O,NOx脱除率可达80% ,但反应中会有少量的温室气体N2O产生。该过程不使用催化剂,还原剂由喷嘴喷入燃烧室,根据锅炉的操作负荷,不断调整NH3的喷入量和喷入位置,以保证在最佳温度下喷入NH3。SCR法通过NH3,H2S,CO和烃类物质等还原剂,在V2O5/TiO2等催化剂上与NOx反应,生成无害的N2和H2O,NOx的脱除率可达90%,但运行费用较高。目前实现工业化应用的是以NH3为还原剂,V2O5/TiO2为催化剂的SCR法来脱除固定源废气中的NOx,以及使用Pt-Pd-Rh三元催化剂来净化汽车尾气。

    SCR脱氮反应器的核心是脱氮催化剂。它分为蜂窝式和板式两种类型,比表面积为500 m /m-1000 m /m,在催化剂的内表面上分布着由TiO2、WO3或V2O5等组成的活性中心。随着脱氮装置的运行,催化剂会逐渐老化。引起老化的原因主要是催化剂活性中心中毒、活性成分晶型改变以及催化剂通道和微孔的堵塞、腐蚀等。因此,必须定时检测烟气经过每层催化剂后NOx的浓度和氨氮比(NH3/NOx),确定各层催化剂的活性与老化程度,以确保脱氮装置的正常运行。SCR法的主要难点在于NH3的储存不易控制,NH3喷射不均匀以及易造成二次污染。
    scr烟气脱氮技术流程示意图scr烟气脱氮技术流程示意图

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    参考资料
    [1]^引用日期:2016-05-20
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    环境保护电力

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