烟气中氮氧化物的净化的技术

1、选择性催化还原法：
（1）反应原理
1、选择性催化还原法：
（1）工艺流程
综合法治理硝酸尾气工艺流程图
1、选择性催化还原法：
（1）工艺流程
SCR反应器示意图
1、选择性催化还原法：
（3）催化剂 可以使用Cu、Cr、Fe、V、Mn等金属的氧化物或盐类作催化剂代
替贵金属催化剂 国内常见的催化剂见表5-13
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法： （3）主要设备
3.电子束发生装置
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法： （3）主要设备
4.电除尘器：收集副产品
5.供氨设备：液氨储罐、氨气化器
6.造粒设备：对副产品造粒，包装入库
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O 2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O
2NaCO3+2NO2=NaNO3+NaNO2+CO2 2NaCO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
2、液体吸收法
1）碱溶液吸收法：
(2)影响吸收的因素 ① 废气中的氧化度 NO2和NOx的体积比称为氧化度，当氧化度 为50%-60%时，吸收速率最大，吸收效率最 高
1、选择性催化还原法：
（4）影响因素 催化剂：不同催化剂活性不同，反应温度及净化效率 不同
反应温度
空速：空速过大，反应不充分，空速过小，设备不能 充分利用
还原剂用量：一般用NH3和NOx物质量比来衡量，生 产上一般控制在1.4-1.5
2、液体吸收法
常用吸收剂有：水（水吸收法）、碱溶液 （碱吸收法）、稀硝酸、浓硫酸等；
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
（3）主要设备
3.电子束发生装置 电子束发生装置由发生电子束的直流高压电源、电子加速
器及窗箔冷却装置组成。电子在高真空的加速管里通过高电压 加速。加速后的电子通过保持高真空的扫描管透射过一次窗箔 及二次窗箔(均为30~50μm的金属箔)照射烟气。窗箔冷却装置是 向窗箔间喷射空气进行冷却,控制因电子束透过的能量损失引起 的窗箔温度的上升。图4为电子加速器结构示意图。
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
（3）主要设备
2.反应设备 反应设备由反应器、二次烟气冷却装置、窗箔装置及附着
物排出装置组成。反应器的形状应有利于减少电子束接触反应 器表面引起的能量损耗，提高电子束的利用率。
二次烟气冷却装置用于控制因电子束照射发热和二氧化硫 热反应引起的烟气温升，而向反应器内喷射冷却水。同时喷入 脱硫所需的氨气。
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
4）NOXSO法、SNRB法和SNOX法
（3）SNOX工艺
烟气先经过选择性催化还原反应器，在催化 剂作用下NOx被氨气还原成N2，随后进入转化 器，SO2被催化氧化为SO3，并在冷凝器中凝 结为硫酸，进一步浓缩为浓硫酸
工艺流程
图3 MgO浆洗再生法工艺流程
希望提出指导与建议
2、液体吸收法
2）液相还原吸收法——碱-亚硫酸铵吸收法：
（1）净化原理： 第一级碱液 2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
第二级碱液 4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2 4NH4HSO3+2NO2=4NH4HSO4+N2
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
3）CuO脱硫脱氮一体化技术：
吸收了硫的吸收剂被送人再生器，再加热到480℃，用甲烷 作还原剂生成浓缩的SO2气体。
CuSO4+1/2CH4=Cu+SO2+1/2CO2+H2O Cu+1/2O2=CuO
还原得到的金属铜用空气或烟气氧化，再生后CuO又循环 到反应器中。用克劳德法使浓缩后的SO2气体转化成单质硫。
选择性催化还原法（还原剂不和O2反应）：通常用NH3作为还 原剂，在铂或非重金属催化剂的作用下，在较低温度条件下， NH3有选择地将废气中的NOx还原为N2
1、选择性催化还原法：
选择性催化还原法特点： • 催化剂易得，选择余地发 • 还原剂的起燃温度低，床温低
主要用于硝酸生产、硝化过程、金属表面的硝酸处 理、催化剂制造
2、液体吸收法
3）硝酸氧化-碱液吸收法：
（1）净化原理： 第一级用浓硝酸将NO氧化成NO2，使尾气中 氮氧化物（NOX）的氧化度大于或等于50%， 第二级再利用碱液吸收。主要化学反应是：
氧化反应 NO+2HNO3→3NO2+H2O 吸收反应 2NO+NaCO3→3NaNCO3+NaNO2+CO2
2NO2+NO+Na2CO3→2NaNO2+CO2
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
4）NOXSO法、SNRB法和SNOX法
（2）SNRB工艺
SNRB方式把所有的SO2、NOx和颗粒的处置 都集中在一个装备内，即一个高温的集尘室中。 其原理是在省煤器后喷人钙基吸收剂脱除SO2， 在气体进布袋除尘器前喷人NH3、在布袋除尘 器的滤袋中悬浮选择性催化还原催化剂以往除 NOx，布袋除尘器位于省煤器和换热器之间， 以保证反应温度在300~500℃。
2、液体吸收法
3）硝酸氧化-碱液吸收法： （2）工艺流程：
2、液体吸收法
3）硝酸氧化-碱液吸收法：
（3）影响因素：
① 硝酸浓度 只有在硝酸浓度超过与NOx平衡的浓度 时，才能使NO转化为NO2。硝酸浓度越高，氧化效率也就 越高。
② 硝酸中N2O4的含量 N2O4的含量升高时，NO的氧 化效率就下降。通常将N2O4的含量控制在小于0.2g/L。
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
3）CuO脱硫脱氮一体化技术：
1、工艺流程 在吸收塔中，温度大约为400℃以下，SO2与CuO反应生成 硫酸铜。同时，氧化铜和硫酸铜作为催化剂，通过向烟气中加 入氨，在大约400℃时，就可脱除NOx。反应式如下。
SO2+CuO+1/2O2=CuSO4 4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
1）液膜法： 工艺流程
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
利用高能电子撞击烟气中的H2O、O2等分 子，产生氧化性很强的自由基，将烟气中的 SO2，氧化成SO3，并生成硫酸。将NO氧化 成NO2并生成硝酸，硝酸与加入的NH3反应生 成硝酸铵。
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
（3）主要设备
1.冷却塔 冷却塔将烟气冷却至适Βιβλιοθήκη Baidu于电子束反应的温度。冷却方式
有以下两种，但均不产生废水。 (1)完全蒸发型对烟气直接喷水进行冷却，喷雾水完全蒸发。 (2)水循环型对烟气直接喷水进行冷却，喷雾水循环使用。
其中一部水分进入反应器作为二次烟气冷却水使用,这部分冷却 水完全蒸发。
2、液体吸收法
2）液相还原吸收法——碱-亚硫酸铵吸收法： （2）工艺流程：
2、液体吸收法
2）液相还原吸收法——碱-亚硫酸铵吸收法：
（3）影响因素：
氧化度：氧化度增加，吸收效率增大， 50%以后，吸收效率增加不多
(NH4)2SO3浓度：150-200g/L，终点控制 在20g/L
4NH4HSO3浓度：浓度较高，会降低吸收 效率
锅炉排出的约130℃的烟气经静电除尘后，进入冷却塔。在 冷却塔中通过喷射冷却水，使烟气温度降到适于脱硫的温度 (65℃)。烟气露点通常为50℃，冷却水在塔内完全被气化，一 般不会产生需进一步处理的废水。根据硫化物浓度及所设定的 脱除率，向反应器中注入化学计量的氨。烟气在反应器中被电 子束照射,使硫化物氧化，生成硫酸，并与注入的氨中和，生成 硫铵。用干式静电除尘器捕集这些副产品微粒，净化后的烟气 由引风机升压并与未处理的烟气混合升温后排入烟囱，副产品 可做化肥销售
5.3 烟气中氮氧化物的净化技术
控制氮氧化物的方法主要包括：
①改革燃烧方式和生产工艺； ②烟气脱硝；气相反应法，液体吸收法、吸附
法、液膜法和微生物法 ③高烟囱扩散稀释；
目前工业上主要应用的是气相反应法和液相吸收法
1、选择性催化还原法：
催化还原法是在催化剂的作用下，利用还原剂将氮氧化物还原为氮气
非选择性催化还原法（还原剂和O2反应）：在一定温度下，在 Pt、Pd等贵金属催化剂的作用下，废气中的NO2和NO被还原剂 （H2、CO、CH4）还原为N2
控制氧化度的方法：对废气中的NO进行氧化； 采用高浓度的NO2气体进行调节；先用稀硝 酸吸收尾气中的部分NO.
① 吸收设备和操作条件
2、液体吸收法
2）液相还原吸收法——碱-亚硫酸铵吸收法：
液相还原吸收法(湿式分解法)： 能用液相还原剂将NOx还原为N2， 常用还原剂：亚硫酸盐、硫化物、硫代硫 酸盐、尿素水溶液
⑥ 空塔速度 氧化塔内空塔速度增大，缩短了接触时间， 使氧化反应不完全，NO氧化率则下降。
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
1）液膜法： 利用液体对气体的选择性吸收从而使低浓
度的气体在液相富集
液膜为含水液体，置于两组多微孔憎水的 中空纤维管之间，构成渗透器，这种结构可 消除操作中时干时湿的不稳定性，延长了设 备的寿命
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
（4）影响因素
烟气温度 电子束辐射剂量 辐射时间 NH3添加量
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
3）CuO脱硫脱氮一体化技术：
以CuO/Al2O3和CuO/SiO2为主。CuO含量通常占4%~6 %， 在300~450℃的温度范围内，与烟气中的SO2发生反应，形成的 CuSO4，CuO对选择性催化还原NOx有很高的活性。吸附饱和 的CuSO4被送去再生。再生过程一般用H2或CH4气体对CuSO4 进行还原，释放的SO2可制酸，还原得到的金属铜或Cu2S再用 烟气或空气氧化，生成的CuO又重新用于吸附一还原过程。该 工艺能达到90%以上SO2脱除率和75%~80%的NOx脱除率。
方法分类：水吸收法、碱吸收法、酸吸收法、 氧化-吸收法、吸收还原法及液相配合法等；
2、液体吸收法
1）碱溶液吸收法：
特点： •能回收硝酸盐和亚硝酸盐产品，工艺流程 和设备比较简单 •吸收效率不高
2、液体吸收法
1）碱溶液吸收法：
(1)净化原理： 用（NaOH、NaCO3、NH3.H2O）与NOx
反应生成硝酸盐和亚硝酸盐
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
（1）基本原理
自由基的生成 SO2和NOX的氧化 硫酸铵和硝酸铵的生成
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
2）高能电子活化氧化法-电子束照射法：
（2）工艺流程
由烟气预除尘、烟气加湿冷却、喷氨、电子束照射、副产品 收集、副产品处置六道工序组成。
③ NOX的初始氧化度 随着初始NOX氧化度的增大， NO的氧化率就下降。
推荐废气处理装置：活性炭吸附装置/活性炭吸收塔，废气 净化塔/洗涤塔，碱液喷淋塔，酸雾净化塔。
2、液体吸收法
3）硝酸氧化-碱液吸收法：
（3）影响因素：
④ NOX的初始浓度 NOX的氧化效率随着NOX初始浓度 的升高而降低。
⑤ 氧化温度 由于硝酸氧化NO的反应为吸热反应，所以升 高温度有利于氧化反应的进行。但温度必须低于40℃，否则 NOX的氧化度又会下降。
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
3）CuO脱硫脱氮一体化技术：
3、烟气同时脱硫脱氮技术简介
4）NOXSO法、SNRB法和SNOX法
（1）NOXSO工艺
在流化床内SO2和NOx被吸附剂所吸附，吸附剂为球形粒状氧化铝， 吸附剂饱和后用高温空气加热放出NOx，含有NOx的高温空气再 送入锅炉进行含氮烟气再循环。吸收剂可以在移动床再生器中回 收硫，吸收剂上的硫化合物（主要是硫酸钠）与天然气或H2在高 温（610℃）发生还原反应，约20％的硫酸钠还原为硫化钠，硫化 钠接着在蒸汽处理容器中水解，同时生成的高浓度的SO2、H2S、 S等的混合气体与水蒸气处理器中的气态物送入Claus单元回收元 素硫。吸收剂在冷却塔中被冷却，然后再循环送至吸收塔重复利 用。采用NOxSO工艺，SO2的去除率可达90%，NOx的去除率可 达70%～90%。