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石灰窑脱硫塔高效脱硝原理
1、臭氧的氧化特性
臭氧的氧化能力*,从下表可知,臭氧的氧化还原电位仅次于氟,比过氧化氢、*等都高。
名称 项目 | 氟 | 臭氧 | 过氧化氢 | * | 二氧化氯 | 氯 | 氧 |
分子式 | F2 | O3 | H2O2 | KMnO4 | ClO2 | Cl2 | O2 |
标准电极电位 (mv) | 2.87 | 2.07 | 1.78 | 1.67 | 1.50 | 1.36 | 1.23 |
此外,臭氧的反应产物是氧气,所以它是一种高效清洁的强氧化剂。臭氧脱硝的原理在于臭氧可以将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物。
2、臭氧的化学反应机理
臭氧的详细化学反应机理比较复杂。在实际运用中,可根据低温条件下臭氧与NO的关键反应进行调试。低温条件下,O3与NO之间的关键反应如下:
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 臭氧同时脱硫脱硝研究概况
据浙江大学王智化等对采用臭氧氧化技术同时脱硫脱
硝进行的试验结果表明,在典型烟气温度下,臭氧对NO的氧化效率可达84%以上,结合尾部湿法洗涤,脱硫率近,脱硝效率也在O3/NO摩尔比为0.9时达到86.27%,NO和Hg0的脱除率与O3的注入量有关,当O3加入量为200ppm时,NO的脱除效率可达到85%,此工艺对NO和SO2的脱除率***高可分别达到97%和
4 臭氧同时脱硫脱硝的主要影响因素。
4.1 摩尔比
摩尔比(O3/NO)是指O3与NO之间摩尔数的比值,它反映了臭氧量相对于一氧化氮量的高低。NO的氧化率随O3/NO的升高直线上升。目前已有的研究中,在0.9≤O3/的情况下,脱硝率可达到85%以上,有的甚至几乎达到;在实际中,由于其他物质的干扰,可发生一系列其他反应,如式(2)~(5),使得O3不能与NO进行反应。
4.2 温度
由于臭氧的生存周期关系到脱硫脱硝效率的高低,所以考察臭氧对温度的敏感性具有重要意义。所有试验都表明,臭氧所处的环境温度越高分解越快,温度越低分解越慢。在150℃的低温条件下,臭氧的分解率相对较低。在25℃时臭氧的分解率只有0.5%,臭氧的半衰期可达15秒。
4.3 反应时间
臭氧在烟气中的停留时间只要能够保证氧化反应的完成即可,因为关键反应的反应平衡在很短时间内即可达到,不需要较长的臭氧停留时间。反应时间1秒足矣。据华北电力大学环境学院马双忱等人的技术文献证实:在1~10000秒之间,对反应器出口的NO摩尔数没有什么影响,而且增加停留时间并不能增大NO的脱除率。
5、臭氧氧化技术的工程应用
C—GTX是一种低温氧化技术,将氧/臭氧混合气注入再生器烟道,将NOX氧化成高价态且易溶于水的NO2和N2O5,然后通过氨水洗涤并使其与氨水反应生成硝酸盐,或与水反应还原氮气。
主要的反应如下:
5. 利用臭氧发生器产生的臭氧氧化难溶于水的NO,使其变成易溶于水的NO2等高价态氮氧化物,同时再用与氮氧化物有很好亲和性的氨水进行收集,*可以获得令人满意的脱硝效果。