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含氮氧化物废气的治理与净化

TIME:2018-04-23   click: 136 次
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一、氮氧化合物废气废气治理技术概述

   氮的氧化物种类很多,有氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)及五氧化二氮(N2O5)等。总称为氮氧化物(NOx),其中主要为NO与NO2。燃烧排放的氮氧化物中,NO占90%-95%。
   全世界每年由于自然界细菌作用等自然生成的氮氧化物约为5亿吨;由于人类的活动,人为产生的氮氧化物,每年约为0.5亿吨,占自然生成数量的1/10,虽然数量不及前者,但是因为其分布较集中,与人类活动的关系密切,所以危害较大。
   氮氧化物以燃料燃烧过程中所产生的数量较多,约占总数的80%以上,其中固定燃烧源的排放量可达50%以上,其余主要来自机动车污染2。此外,一些工业生产过程中也有氮氧化物的排放,化学工业中如硝酸、塔式硫酸、氨肥、染料、各种硝化过程(如电镀)和乙二酸等生产过程中都排放出氮氧化物。
   脱除烟气中氮氧化物,称为烟气脱氮,有时也称烟气脱硝。净化烟气和其他废气中氮氧化物的方法很多,按照其作用原理的不同,可分为催化还原、吸收和吸附三类,按照工作介质的不同可分为干法和湿法两类。一般NOx的净化方法分类见表8-1。应根据氮氧化物为其浓度选用不同的处理方法。
净化方法 要     点
 
催化还原法
非选择性
催化还原法
用CH4、H2、CO及其他燃料气做还原剂与NOx进行催化还原反应。废气中的氧参加反应,放热量大
选择性
催化还原法
用NH3作还原剂将NOx催化还原为N2。废气中的氧很少与NH3反应,放热量小
 液体
 
吸收法
水吸收法 用水作吸收剂对NOx进行吸收,吸收效率低,仅可用于气量小、净化要求不高的场合,不能净化含NO为主的NOx
稀硝酸吸收法 用稀硝酸作吸收剂对NOx进行物理吸收与化学吸收。可以回收NOx,消耗动力较大
碱性溶液
吸收法
用NaOH、Na2SO3、Ca(OH)2、NH4OH等碱溶液作吸收剂对NOx进行化学吸收,对于含NO较多的NOx废气,净化效率低
氧化-吸收法 对于含NO较多的NOx废气,用浓HNO3、O3、NaCIO、KMnO4等作氧化剂,先将NOx中的NO部分氧化成NO2,然后再用碱溶液吸收,是精华效率提高
吸收-还原法 将NOx吸收到溶液中,与(NH42SO3、NH4HSO3、Na2SO3等还原剂反应,NOx被还原为N2,其净化效果比碱溶液吸收法好
络合吸收法 利用络合吸收剂FeSO4、Fe(Ⅱ)-EDTA及Fe(Ⅱ)-EDTA-Na2SO3等直接同NO反应,NO生成的络合物加热时重新释放出NO,从而使NO能富集回收
吸附法 用丝光沸石分子筛、泥煤、风化煤等吸附废气中的NOx,将废气净化

二、含氮氧化物废气治理与AOC催化氧化技术

        AOC(andvantage oxidation catalysis)催化氧化技术是将废气中的氮氧化物在气流中氧化催化为NO2,再加以吸收利用的一种技术。目前,选用的氧化剂以臭氧为主,经实验检测,取得不错的效果。
该方法的工艺流程图如下:
   从上图不难看出,该方法是传统氧化-吸收法技术的改进技术,目的是提高NOx去除效率,提高回收物浓度,增加副产物的可利用价值。
传统方法是利用液体吸收剂如水或碱溶液洗涤含NOx的烟气,二氧化氮(NO2),三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)及五氧化二氮(N2O5)等易溶于水物质去除效率较高,但废气中有氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)等不易溶的物质去除效率很低。
   通过臭氧催化氧化,可将低价态的NOx等变成高价态易吸收易去除的NOx。对于含NO较多的NOx废气,传统方法采用浓HNO3、O3、NaCIO、KMnO4等作氧化剂,先将NOx中的NO氧化成NO2,然后再用碱溶液吸收,从而提高去除效率。臭氧催化氧化比较传统方法,环保效益好,经济价值也得到大幅提高。