臭氧低温脱硝技术及工程

    目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类，其中干法脱硝中的选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）技术是市场应用最广（约占60%烟气脱硝市场）、技术最成熟的脱硝技术，其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂，在高温下直接（或催化剂的协同下）与烟气中的NOx发生氧化还原反应，把NOx还原成氮气和水。但该技术也有其巨大的局限性，由于化学反应需要在高温下进行，而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说，排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温，因此低温烟气脱硝技术就成为市场的必须。
    低温烟气脱硝技术以低温氧化技术（LoTOx）最为简单有效，由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO（占95%），NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的氧化剂，在众多氧化剂中，臭氧是最环保清洁的强氧化剂，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，另外不同于•OH、•HO2 等，工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高，O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O3，然后送入烟气中，可显著降低能耗。
    臭氧低温脱硝原理
    臭氧具有仅次于氟的强氧化性，完全有能力将烟气恶劣环境中的NO氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而通过湿法洗脱。其中主要包括以下反应：
                      NO+O3→NO2+O2 （1）
                      NO2+O3→NO3+O2 （2）
                      NO2+NO2→N2O4 （3）
                      N2O4+O3→N2O5 （4）
                      NO3+NO2→N2O5 （5）
                      3NO2+H2O→2HNO3+NO  (6)
                      N2O5+ H2O→2HNO3 （7）
    利用臭氧将NO氧化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等碱液。不同的吸收剂产生的脱除效果会有一定的差异。例如有人在利用水吸收尾气时，NO的脱除效率可达到86.27%，这是利用气体在水中的溶解度进行吸收，也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N2 后直接排入大气中。
    采用臭氧低温脱硝技术可得到较高的NOX脱除率，典型的脱除范围为70%～90%，甚至可达到95%，并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高效率；因为未与NOX反应的O3会在洗涤器内被除去，所以不存在类似SCR中O3的泄漏问题；除以上优点外，该技术应用中 SO2和CO的存在不影响NOX的去除，而臭氧脱硝也不影响其他污染物控制技术。    新大陆环保公司将LoTOx技术与自己研发的臭氧发生系统结合形成一体化的脱硫脱硝系统，用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理。经氧化后生成的N2O5通过洗涤器很容易与烟气中水分发生反应生成HNO3，然后再同洗涤剂生成盐类，最后通过洗涤清理排出系统外。具体的化学反应如下：
                      N2O5+H2O→2HNO3 （9）
                      HNO3+NaOH→NaNO3+H2O （10）
    臭氧低温脱硝系统可使NOx排放减少到10μg/g以下，可满足最严格的减排要求。并且不会使SO2转化为SO3，此外，烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或 NOX脱除效率的影响并不明显，该系统不仅可以高效去除氮氧化物，而且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。同时它不存在堵塞、氨泄漏等问题。
    新大陆臭氧低温脱硝优势
    新大陆臭氧低温脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求，而且设备投资低、占地面积小、系统简单等优点；
    以臭氧替代其它氧化试剂，通过特殊工艺控制低温脱硝反应过程，使碱液吸收反应的产物以固体形式存在，实现了气态污染物（氮氧化物）的固化处理，不产生二次污染；
    采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力；
    在低温下进行氧化吸收等低温脱硝过程，有利于锅炉的能源回收利用，降低工程施工难度。利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进，使脱硫脱硝同时进行。