含氮氧化物废气的治理技术

含氮氧化物废气的治理技术

含氮氧化物(NOx)废气是指含有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4等气体的废气。这类废气由于对人体有致毒作用，损害植物，形成酸雨、酸雾，与碳氢化合物形成光化学烟雾及参与臭氧层的破坏等，因而如不对其加以处理直接排入大气中，将给自然环境和人体健康带来严重危害。

废气处理方法

1.选择性催化还原法（SCR）

选择性催化还原法就是在固体催化剂存在下，利用各种还原性气体如H2、CO、烃类、NH3与Nox反映使之转化为N2。该技术20世纪80年代初开始逐渐应用于燃煤锅炉的烟气脱除Nox。SCR技术的关键问题是催化剂的选择。在汽车尾气的催化反应中，一般用CO作为还原剂，Pt2RH或Pd类作为催化剂，这些催化剂一般分布在整体式陶瓷的涂料表面。但是SCR 技术也存在一些不足，如对管路设备的要求高，造价昂贵，仅使用于固定污染源的净化。催化还原工艺是一种广泛用于废气脱硝的成功的技术。

2. 选择性非催化还原法（SNCR）

选择性非催化还原法是向高温烟气中喷射氨或尿素等还原剂，将Nox还原成N2，其主要化学反应与SCR法相同，一般可获得30%~50%的脱Nox率，所用的还原剂可为氨、氨水和尿素等，也可添加一些增强剂，与尿素一起使用。SNCR法受温度、NH3/Nox摩尔比及停留时间影响较大。该法不需催化剂，但氨液消耗量教SCR法多，目前国内基本不用此法。

3. 炙热碳还原法

利用碳质团体还原废弃中的Nox属于无触媒非选择性还原法。与以燃料气为还原剂的非选择性还原法相比，其优点是不需要价格昂贵的铂、钯贵金属催化剂，避免催化剂中毒所引起的问题；和NH3选择性非催化还原法相比，碳质固体价格比较便宜，来源亦广。利用碳质固体还原Nox是基于下列反应：

C+2NO→CO2+N2

C+NO→CO+1/2 N2

C+NO2→CO2+1/2 N2

C+1/2 NO2→CO+1/4 N2

国外对碳层热还原Nox进行了大量研究，实验结果表明，在温度为650~850°C时，NOx 能够被核炭、无烟煤、焦炭等碳质体还原，在所研究的Nox浓度下，还原率在99%左右。NO2在350°C以上开始分解为NO和O2，在450~600°C时已基本分解完毕。

2. 液体吸收法

是用水或其他溶液吸收NOx的方法较多，在硝酸厂和金属表面处理行业中应用广泛。湿法工艺及设备简单、投资少，能够以硝酸盐等形式回收NOx中的氮，但由于NO极难溶于水或碱溶液，吸收效率一般不很高。可以采用氧化、还原或络合吸收的办法以提高NO的净化效果。下面作简要介绍。

（1）水吸收法。水吸收NOx时，水与NO2反应生成硝酸（HNO3）和亚硝酸（HNO2）。生成的HNO2很不稳定，快速分解后会放出部分NO。常压时NO在水中的溶解度非常低，0℃时为7.34mL/100g水，沸腾时完全逸出，它也不与水发生反应。因此常压下该法效率很低，不适用于NO占总NOx 95％的燃烧废气脱硝。提高压力（约0.1MPa）可以增加对NOx 的吸收率，通常作为硝酸工厂多级废气脱硝的最后一道工序。

（2）酸吸收法。普遍采用的是稀硝酸吸收法。由于NO在12％以上硝酸中的溶解度比在水中大100倍以上，故可用硝酸吸收NOx废气。硝酸吸收NOx 以物理吸收为主，最适用

于硝酸尾气处理，因为可将吸收的NOx返回原有硝酸吸收塔回收为硝酸。影响吸收效率的主要因素有：①温度。温度降低，吸收效率急剧增大。温度从38℃降至20℃，吸收率由20％升至80％；②压力。吸收率随压力升高而增大。吸收压力从0.11MPa升至0.29MPa时，吸收率由4.3％升至77.5％；③硝酸浓度。吸收率随硝酸浓度增大呈现先增加后降低的变化，即有一个最佳吸收的硝酸浓度范围。当温度为20℃～24℃时，吸收效率较高的硝酸浓度范围为15％～30％。此法具有工艺流程简单，操作稳定，可以回收NOx为硝酸，但气液比较小，酸循环量较大，能耗较高。由于我国硝酸生产吸收系统本身压力低，至今未用于硝酸尾气处理。

（3）碱液吸收法。该法的实质是酸碱中和反应。在吸收过程中，首先，NO2溶于水生成硝酸HNO3和亚硝酸HNO2；气相中的NO和NO2生成N2O3，N2O3也将溶于水而生成HNO2。然后HNO3和HNO2与碱（NaOH、Na2CO3等）发生中和反应生成硝酸钠NaNO3和亚硝酸钠NaNO2。对于不可逆的酸碱中和反应，可不考虑化学平衡，碱液吸收效率取决于吸收速度。

碱液吸收法广泛用于我国的NOx废气治理，其工艺流程和设备较简单，还能将NOx回收为有用的亚硝酸盐磷硝酸盐产品，但一般情况下吸收效率不高。考虑到价格、来源、不易堵塞和吸收效率等原因，碱吸收液主要采用NaOH和Na2CO3，尤以Na2CO3使用更多。但Na2CO3效果较差，因为Na2CO3吸收NOx的活性不如NaOH，而且吸收时产生的CO2将影响NO2、特别是N2O2的溶解。