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含氮氧化物废气的治理技术-ag真人旗舰厅网址

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  • 来源:
  • 发布时间:2018-04-16
  • 访问量:36

【概要描述】氮氧化物废气处理设备原理主要分为催化还原法、液体吸收法及吸附法,每一种治理方法都有着相应的设备、流程及原理。

【概要描述】氮氧化物废气处理设备原理主要分为催化还原法、液体吸收法及吸附法,每一种治理方法都有着相应的设备、流程及原理。

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氮氧化物易形成光化学烟雾和酸雨,是空气中微粒子的源头,是光化学反应的前体物之一,也是pm2.5的源头之一。氮氧化物工业废气大部分来自化石燃料的燃烧过程。随着新环保法的实施,必定会对氮氧化物废气治理提出更高要求。

催化还原工艺是一种广泛用于废气脱硝的成功的技术。

氮氧化物工业废气处理

影响催化脱硝的因素有:

1)催化剂

上述反应如果没有催化剂的作用,只有在很窄的高温范围内(989℃左右)进行,而采用催化剂时,其反应温度可以大幅度降低。显然,不同的催化剂具有不同的活性,因而反应温度和脱硝效果也有差异。催化剂活性强意味着选择性弱,不希望的反应如so 2氧化为so3的反应就强。应选择合适的催化剂和控制反应温度,使主反应速度大大超过副反应的速度,则有利于no2的脱除。目前,大都采用非贵金属作催化剂,如al2o3为载体的铜铬催化剂、tio2为载体的钒钨和亚铬酸铜催化剂、氧化铁载体催化剂等,贵金属催化剂多采用铂。

2)还原剂用量

还原剂nh3的用量一般用nh3与no2的摩尔比来衡量,不同的催化剂有不同的nh3/nox范围。当这个比值过小时,反应不完全,nox脱除率低。在一定范围内,脱除率随nh3/nox值增大而上升。但nh3/nox值过大则对脱除率无明显影响,且增加未反应氨的泄漏或排放,造成二次污染,也使还原剂耗量增加。

3)空间速度

空速标志废气在反应器内的停留时间,一般由实验确定。空速过小,催化剂和设备利用率低,空速过大,气体和催化剂的接触时间短,反应不充分,则nox脱除率下降。

4)反应温度

采用某种催化剂,如铜铬催化剂,当上述反应的温度改变时,可能发生一些不利于nox还原的副反应,尤其当温度较高时。例如,发生nh3分解为n2和h2的反应,使还原剂减少,或者nh3被o2氧化为no的反应。这些反应发生在350℃以上,超过450℃变得激烈,温度再高,还能再生成no2,从而使nox的还原率下降。而在200~350℃之间,nh3与o2只生成n2和h2o,nox的还原率随着反应温度的升高而增大。

研究表明,温度低于200℃,可能生成硝酸铵(nh4no3)和有爆炸危险的亚硝酸铵(nh4no2),严重时会堵塞管道。可见,温度对scr工艺极为重要,应实施严格控制。scr的最佳温度为300~400℃,这时仅有主反应能够进行。

非选择性催化还原法nscr

该法是在贵金属铂、钯等催化剂作用下,反应温度为550~800℃时,用h2、ch4、co或由它们组成的燃料气作为还原剂,将废气中的nox还原为n2,同时,还原剂发生氧化反应生成co2和h2o。

该法nox脱除率可达90%,但还原剂耗量大,需采用贵金属催化剂和装设热回收装置,费用高,以及还原剂发生氧化反应时导致催化剂层温度急剧升高,工艺操作复杂,因此逐渐被淘汰,多改用选择性催化还原法。

液体吸收法

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。

(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nox95%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。

 

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