北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:摘要:對利用臭氧同時脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行了綜述，分析了臭氧對NOx的脫除機(jī)理。臭氧同時脫硫脫硝技術(shù)具有明顯的一體化脫除特性，但臭氧的發(fā)生費用卻制約了它的應(yīng)用。介紹了目前國外在工程上應(yīng)用的低溫氧化技術(shù)(LoTOx)，分析了其脫除效果及優(yōu)缺點。

煤炭作為主要能源物，其燃燒過程排放的SO2、 NOx等污染物的總量很大，會造成嚴(yán)重的大氣污染，危害人類健康。對SO2的控制，目前較為成熟的技術(shù)是石灰石—石膏法，脫除效率可達(dá)95%以上。此外還有爐內(nèi)噴鈣脫硫、電子束法脫硫等技術(shù)。對NOx的控制分為兩類，一類是控制燃煤過程中NOx的生成，主要有低氧燃燒法、兩段燃燒法和煙氣再循環(huán)法等。另一類是通過物理化學(xué)方法進(jìn)行脫除，主要有催化、吸收、吸附、放電等。其中廣泛應(yīng)用的是選擇性催化還原法(SCR)，脫除效率達(dá)90%以上。隨著國家對火電廠污染物排放的要求越來越嚴(yán)格，同時脫硫脫硝已成為煙氣污染物控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。目前國內(nèi)外廣泛使用的是濕式煙氣脫硫和NH3選擇催化還原技術(shù)脫硝的組合。該技術(shù)的脫硫脫硝效率雖然高，但是投資和運行成本昂貴。其他的脫硫脫硝技術(shù)還包括等離子體法、催化法、吸附法等，但只有少數(shù)進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用。

煙氣中NOx的主要組成是NO(占95%)，NO難溶于水，而高價態(tài)的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和 HNO3，溶解能力大大提高，從而可與后期的SO2同時吸收，達(dá)到同時脫硫脫硝的目的。臭氧作為一種清潔的強(qiáng)氧化劑，可以快速有效地將NO氧化到高價態(tài)。電子束法和脈沖電暈法雖然能夠產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑物質(zhì)，如·OH、·HO2等，但工作環(huán)境惡劣，自由基存活時間非常短，能耗較高。O3的生存周期相對較長，將少量氧氣或空氣電離后產(chǎn)生O3，然后送入煙氣中，可顯著降低能耗。目前利用臭氧進(jìn)行脫硫脫硝在國外已有工程應(yīng)用實例，在我國還處于探索階段。

1 臭氧脫硝機(jī)理

臭氧的氧化能力極強(qiáng)，從下表可知，臭氧的氧化還原電位僅次于氟，比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。此外，臭氧的反應(yīng)產(chǎn)物是氧氣，所以它是一種高效清潔的強(qiáng)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。浙江大學(xué)王智化等人對臭氧同時脫硫脫硝過程中NO的氧化機(jī)理進(jìn)行了研究，構(gòu)建出O3與NOX之間65步詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理比較復(fù)雜。在實際試驗中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO的關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行研究。

低溫條件下，O3與NO之間的關(guān)鍵反應(yīng)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)