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氮氧化物的 脱除技术 前言 当前，我国酸性降雨中硫酸根与硝酸根的当量浓度之比大约为64：1。但由于多方面的原因，我国对SO2的重视较多。随着我国对SO2治理工作的不断深入， NOx 可能取代SO2成为我国大气酸性降雨的主要污染源。64：1将逐渐趋向于1：1。1970-1986年间，西欧发达国家SO2排放量下降了40%，而在同一时期内，NOx排放量几乎与SO2排放量持平。 一 、氮氧化物的性质及危害 氮氧化物 ：N2O、NO 、N2O3、 NO2、 N2O4和 N2O5。大气中NOx主要是NO、NO2形式。 NO：是一种无色气体，可与血液中的血红蛋白结合使血液输氧能力下降。进入大气后，在日光的照射下，会缓慢生成NO2，是形成光化学烟雾的活跃组分。 NO2又称笑气，是一种 麻醉特征的惰性气体。最近发现NO2不仅对全球气候变暖有显著影响，而且也参与臭氧层的破坏。NO2的毒性是NO的4-5倍。 洛疝玑的光化学烟雾的污染情况 二、氮氧化物的来源及形成机理 NOx的主要来源： 一方面是由自然界中的固氮菌和雷电等自然过程所产生的； 另一方面是由人类活动产生的。产生的NOx多集中于城市和工业区，人口稠密，危害较大。在认为产生的NOx中，由燃料高温燃烧产生的占90%以上。其次是化工生产中的硝酸生产，消化工程等。 类型与机理：热力型氮氧化物；瞬时一氧化氮；燃料型氮氧化物 热力型氮氧化物 ： 空气中的氮气是很稳定的，在室温下，几乎没有N2O、NO 生成；当温度达到53℃时，生成的氮氧化物量也是很少。但当温度超过1200 ℃时，生成的氮氧化物量就已相当可观。其中大部分为NO。 瞬时一氧化氮 燃料型一氧化氮 三、燃烧中脱氮技术 1. 烟气再循环技术 利用一部分烟气返回燃烧区，这部分烟气的温度较低，含氧量也较低。它可以降低燃烧区的温度和氧浓度，从而抑制NOx的生成。 2.分段燃烧技术 二段燃烧技术是在第一阶段燃烧中，以理论空气量的80%-90%与燃料一起供入燃烧器，温度低，含氧量不足，抑制了NOx的生成；第二阶段通如足够的氧，但由于温度低，生成的NOx也比较低。 3. 低氮氧化物燃烧器 低NOx燃烧器是根据NOx的形成机理，充分利用再循环，分段燃烧及再燃烧技术研制成的低NOx燃烧器可使烟气中的NOx可减少68%左右。 燃烧中脱氮方法与燃烧后脱氮方法相比，前者显得更积极，更方便。但是也有缺点。 日本新技术 氮氧化物的允许排放量标准在全世界倾向于更严格，尤其明显表现在日本。 三凌重工业公司对燃烧过程降低氮氧化物的课题进行了大量的研究，研制成功了一套低氮氧化物燃烧系统。 在三凌氮氧化物燃烧系统中的中素磨煤机或钢球磨煤机上部装有三凌旋转式分离器（MRS）如同常规分离器 一样，从MRS出来的粗粉再次磨成细粉进入燃烧器。 氮氧化物的脱除技术 选择性催化还原 非选择性催化还原 吸附法 吸收法 硫化床CuO烟气脱氮 电子及高压技术 微生物法 四、 燃烧后氮氧化物脱除技术 3.1．选择性催化还原法(ＳＣＲ) 在含氧气氛下,还原剂优先与废气中ＮＯ反应的催化过程称为选择性催化还原。 在理想状态下,此法ＮＯ脱除率可达90%以上,但实际上由于ＮＨ3量的控制误差而造成的二次污染等原因,使得通常的脱除率仅达65%～80%。 优点： ＮＨ3-ＳＣＲ消除ＮＯ的方法已实现工业化,反应温度较低、催化剂不含贵金属、寿命长。 缺点： 1)由于使用了腐蚀性很强的ＮＨ3或氨水,对管路设备的要求高,造价昂贵; 2)由于ＮＨ3的加入量控制会出现误差,容易造成二次污染; 3)这个过程只能适用于固定污染源的净化,难以解决如汽车发动机等移动源产生的ＮＯ消除问题。 3.2 非催化选择性还原法(ＳＮＣＲ法) 该法原理同ＳＣＲ法,由于没有催化剂,反应所需温度较高(900～1200℃),因此需控制好反应温度,以免氨被氧化成氮氧化物。该法净化率为50%。该法特点是不需催化剂，投资较ＳＣＲ法小 。 缺点： ｌ)效率不高(燃油锅炉的ＮＯｘ排放量仅降低30%～50%; (2)氨的泄漏量大,不仅污染大气,而且在燃烧含硫燃料时,由于有硫酸氢铵形成,会使空气预热器堵塞。 3　催化分解法 理论上,ＮＯ分解成Ｎ2和Ｏ2是热力学上有利的反应,ＮＯ→1/2Ｎ2+1/2Ｏ2,△ｆＧｍ=-86ｋＪ/ｍｏ。 但该反应的活化能高达364ｋＪ/ｍｏｌ,需要合适的催化剂来降低活化能,才能实现分解反应 寻找合适的催化剂，主要有贵金属、金属氧化物、钙钛矿型复合氧化物及金属离子交换的分子筛等。 4．吸附法 吸附法是利用吸附剂对ＮＯｘ的吸附量随温度或压力的变化而变化,通过周期性地改变