还原NOx的各种处理方法
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3.1 选择性催化还原法(SCR法)
此法的原理为:使用适当的催化剂,在一定温度下以氨作为催化反应的还原剂,使氮氧化物转化成无害的氮气和水蒸汽。反应式如下:
4NO + 4NH3 + O2 =4N2 + 6H2O
8NH3 + 6NO2 =7N2 + 2H2O
催化剂不同,反应所需温度也不一样。以二氧化钛为载体的钯、铂催化剂,所需的反应温度为300~400℃,而以焦炭为催化剂,反应温度为100~150℃。此法具有净化率高(可达85 %以上),工艺设备紧凑,运行可靠,氮气放空,无二次污染等特点,但此法存在投资与运行费用(投资费用80美元/ kW)较高,消耗氨液,氮氧化物不能回收等不足之处。若在联合SCR/ VOC(易挥发的有机化合物)催化系统中,气流将首先通过一种氧化催化剂将VOC转化成CO2 和H2O。该法NOx脱除率可达99.0 %。
3.2 非催化选择性还原性(SNCR法)
该法原理同SCR法,由于没有催化剂的帮助,反应所需温度较高,为900~1200℃。反应式为
4NH3 十6NO→5N2 十6H2O
由于反应温度高,此法要控制好反应温度,以免氨被氧化成氮氧化物。此法的净化率为50 %~60 %,其特点是不需催化剂,旧设备改造少,投资较SCR法小(投资费用15美元/ kW)。但氨液消耗量较SCR法多。近来研究用尿素代替NH3作为还原剂,使得操作系统更加安全可靠,而不必担心因NH3的泄漏造成新污染。
3.3 催化助热燃烧技术
催化助热燃烧技术是采用催化剂使燃烧火焰温度从l800~2000℃降低到 1 500℃左右,从而显著地阻止了NOx的生成。这是针对含氮少的气体燃烧的燃烧法,可有效降低NOx 的排放。
NOx的催化脱除研究有氨选择性催化还原法,贵金属、金属氧化物和分子筛催化分解法,烃选择性还原法,活性炭为载体和还原剂催化还原法,CO脱除法,紫外光作用下气相光催化氧化法,而各种催化剂的研究是当今重点[5]。
目前,国内外已开发了多种脱硝工艺,评价各种工艺应从氮氧化物净化率、装置成本、运行费用以及副产物处理和二次污染等多方面综合评价。在这方面,国外技术开发较早,已积累了丰富经验,适当引进国外技术是必要的,但最终必须实现国产化[6]。
参考文献
[1] 刘圣勇,袁超,蒋国良,岳建芝,孙金华。全球性大气污染的现状及对策。河南农业大学学报,2003.
[2] 刘圣勇,袁超,蒋国良,岳建芝,孙金华. 全球性大气污染的现状及对策. 河南农业大学学报, 2003.
[3] 彭会清,胡海祥,赵根成,田爱堂。烟气中硫氧化物和氮氧化物控制技术综述。广西电力, 2003.
[4] 何志桥,王家德,陈建孟。生物法处理NOx 废气的研究进展。环境污染治理技术与设备,2002.
[5] 李定邦,刘兆辅,张大年。节能型光解法废气脱硫脱硝技术研究。化学世界,2002.
[6] 黄振中。中国大气污染防治技术综述。世界科技研究与发展, 2004.