石灰窯脫硫塔高效脫硝原理
1、臭氧的氧化特性
臭氧的氧化能力*,從下表可知,臭氧的氧化還原電位僅次于氟,比過氧化氫、*等都高。
名稱
項目 | 氟 | 臭氧 | 過氧化氫 | * | 二氧化氯 | 氯 | 氧 |
分子式 | F2 | O3 | H2O2 | KMnO4 | ClO2 | Cl2 | O2 |
標準電極電位 (mv) | 2.87 | 2.07 | 1.78 | 1.67 | 1.50 | 1.36 | 1.23 |
此外,臭氧的反應產物是氧氣,所以它是一種高效清潔的強氧化劑。臭氧脫硝的原理在于臭氧可以將難溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高價態(tài)氮氧化物。
2、臭氧的化學反應機理
臭氧的詳細化學反應機理比較復雜。在實際運用中,可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO的關鍵反應進行調試。低溫條件下,O3與NO之間的關鍵反應如下:
NO+O3→NO2+O2 (1)
NO2+O3→NO3+O2 (2)
NO3+NO2→N2O5 (3)
NO+O+M→NO2+M (4)
NO2+O→NO3 (5)
3 臭氧同時脫硫脫硝研究概況
據(jù)浙江大學王智化等對采用臭氧氧化技術同時脫硫脫
硝進行的試驗結果表明,在典型煙氣溫度下,臭氧對NO的氧化效率可達84%以上,結合尾部濕法洗滌,脫硫率近,脫硝效率也在O3/NO摩爾比為0.9時達到86.27%,NO和Hg0的脫除率與O3的注入量有關,當O3加入量為200ppm時,NO的脫除效率可達到85%,此工藝對NO和SO2的脫除率***高可分別達到97%和
4 臭氧同時脫硫脫硝的主要影響因素。
4.1 摩爾比
摩爾比(O3/NO)是指O3與NO之間摩爾數(shù)的比值,它反映了臭氧量相對于一氧化氮量的高低。NO的氧化率隨O3/NO的升高直線上升。目前已有的研究中,在0.9≤O3/的情況下,脫硝率可達到85%以上,有的甚至幾乎達到;在實際中,由于其他物質的干擾,可發(fā)生一系列其他反應,如式(2)~(5),使得O3不能與NO進行反應。
4.2 溫度
由于臭氧的生存周期關系到脫硫脫硝效率的高低,所以考察臭氧對溫度的敏感性具有重要意義。所有試驗都表明,臭氧所處的環(huán)境溫度越高分解越快,溫度越低分解越慢。在150℃的低溫條件下,臭氧的分解率相對較低。在25℃時臭氧的分解率只有0.5%,臭氧的半衰期可達15秒。
4.3 反應時間
臭氧在煙氣中的停留時間只要能夠保證氧化反應的完成即可,因為關鍵反應的反應平衡在很短時間內即可達到,不需要較長的臭氧停留時間。反應時間1秒足矣。據(jù)華北電力大學環(huán)境學院馬雙忱等人的技術文獻證實:在1~10000秒之間,對反應器出口的NO摩爾數(shù)沒有什么影響,而且增加停留時間并不能增大NO的脫除率。
5、臭氧氧化技術的工程應用
C—GTX是一種低溫氧化技術,將氧/臭氧混合氣注入再生器煙道,將NOX氧化成高價態(tài)且易溶于水的NO2和N2O5,然后通過氨水洗滌并使其與氨水反應生成硝酸鹽,或與水反應還原氮氣。
主要的反應如下:
5. 利用臭氧發(fā)生器產生的臭氧氧化難溶于水的NO,使其變成易溶于水的NO2等高價態(tài)氮氧化物,同時再用與氮氧化物有很好親和性的氨水進行收集,*可以獲得令人滿意的脫硝效果。