臭氧深度氧化烟气结合湿法喷淋脱除氮氧化物试验与机理研究

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目前我国的能源结构仍离不开传统化石燃料为主体的情况,化石燃料带来的硫氧化物、氮氧化物、汞、VOCs、PM等污染物造成的污染物问题日趋严重,对生态环境、人类健康都造成了危害和隐患。目前在锅炉尾气污染物治理方面,从传统的针对单一污染物脱除向多种污染物协同脱除,并达到超低排放成为大势所趋。本文讨论了臭氧氧化烟气结合湿法脱除技术路线中的相关的问题,对主要影响因素进行了试验研究,主要有以下几点:1、在近尾部烟道温度(150℃)下,采用活性分子臭氧对含有NO的模拟烟气进行氧化,得到NO的氧化情况与O3/NO摩尔比的关系。臭氧在低于150℃的烟气温度下可将烟气中的NO氧化为高价态的氮氧化物,在NO/O3摩尔比<1.2时,NO的主要氧化产物为NO2,且烟气中SO2的存在并不会显著影响NO的氧化情况。2、使用Na2S2O3溶液对NO2进行吸收脱除。分析了 Na2S3O3溶液浓度、SO2浓度和pH等因素对NO,的脱除效率的影响,并探究了氮元素迁移途径。在O3/N0摩尔比为1.1~1.2时,使用浓度为2%的Na2S2O3溶液作为喷淋液长时间持续运行时时,SO2基本保持较高脱除效率,NOx脱除效率也基本维持在60%以上,Na2S2O3与氧气反应缓慢,经喷淋吸收后,氮元素迁移的主要产物为NO2-,其次为NO3-。3、臭氧深度氧化后,使用Na2CO3溶液湿法对N2O5进行脱除。气相反应温度70℃,反应时间6 s,当O3/NO摩尔比>2.41时,NO2被完全转化为N2O5。系统脱硝效率与液气比、Na2CO3溶液浓度、烟气塔内停留时间分别呈正相关关系。4、臭氧深度氧化后,使用Na2CO3溶液湿法对NO2和N2O5进行脱除。当O3/NO摩尔比>1.2时,随着气相氧化反应时间的减少,反应室出口残留的NO2越多,即臭氧非充分深度氧化。系统脱硝效率与喷淋液气比、Na2CO3溶液浓度、烟气塔内停留时间分别呈正相关关系,与烟气中SO2浓度呈负相关关系。经湿法脱除后,烟气中NOx主要以NO3-形式存在于喷淋浆液中。实际工程中已应用该技术。5、经过预处理后的717型树脂对模拟浆液中的NOO-进行脱除,反应在10min时基本平衡;SO42-相较于CO32-和HCO3-,比NO3-有更强的树脂离子置换竞争性,对效率影响大;实际工程中喷淋液的pH值范围内,pH对树脂脱除硝酸根影响不大。
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