脱硝剂

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产品介绍

脱硝剂的主要成分是CaCO3(石灰石).

作用:CaCO3(石灰石)作为脱硫剂的湿法脱硫工艺结合使用,脱硫的反应产物又可作为NO2的还原剂,湿法烟气脱硝剂的脱硝率可达95%,且可同时脱硫.

烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物(NOX)等有害物质是造成大气污染、酸雨、温室效应等环境问题的主要根 源,如何去 除烟气中的SO2和NOX引起世界各国研究者的重视.当今应用得脱硫技 术是烟气脱硫工艺(FGD),其中湿法FGD具有很高的脱硫效率,但难以用来脱硝.这是因为烟气中NOX的主要成分是NO,约占总量的90%以上,它是一种、无臭、不活泼的气体,除了生成络合物以外,无论在水中或碱液中不被吸收.

因为湿法脱硫在当前FGD市场中占有相当大的比重,所以对该方法作相应的改进以用于同时脱硫脱硝将会有很大的发展前景.为了吸收NOX,需要将烟气中的NO氧化到NO2/NO=1~1.3.在低浓度下,NO的氧化速度是比较缓慢的.因此NO的氧化速度成为吸收法脱除NOX总速度的决定因素.为了加速NO的氧化,可以采用氧化剂直接氧化.

NO可以被湿法烟气脱硝剂等气相氧化剂氧化,但是这些氧化剂不但价钱较贵,而且作为气体在设备运行中也比较危险.因此近年来,在液相中添加化学试剂的方法被尝试.其中,湿法烟气脱硝剂被证明是较好的.湿法烟气脱硝剂氧化还原法,用湿法烟气脱硝剂将NO氧化成NO2,然后用水溶液将NO2还原成N2,该法可以采用CaCO3(石灰石)作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用,脱硫的反应产物又可作为NO2的还原剂,湿法烟气脱硝剂的脱硝率可达95%,且可同时脱硫.

早在20 世纪70年代末,烟气脱硝机构就研究了湿法烟气脱硝剂溶液对NOX的吸收.到了90年代他们使用的是平板式气液界面的半分批搅拌容器.使用填充柱和搅动槽也进行了类似的实验研究,并且在这个基础上,分别尝试用喷淋塔和鼓泡柱进行同时脱硫脱硝的研究.脱硝方法分为干法脱硝和湿法脱硝两种方式,干法脱硝效率在80%左右,投入大,占地面积大,成本高,运行费用高;湿法脱硝,投入小,占地面积小,成本低,运行费用低,并且能与现有的脱硫技 术进行结合实现脱硝,具有操作简单,使用方便.

一、湿法烟气脱硝剂溶液脱硝的反应机理

湿法烟气脱硝剂具有吸水性,溶于水,有很强的氧化性.湿法烟气脱硝剂溶液湿法脱除NOX的反应比较复杂,许多学者在进行这方面的研究后,对反应机理有了了解.这是一个气膜控制的吸收氧化反应,NOX主要通过N2O3和N2O4的水解而被吸收,NO可以在水溶液中被湿法烟气脱硝剂定量地氧化.在这一反应过程中,NO被氧化成NO3-,反应式如下,

NO2溶于水生成硝酸和NO

3NO2+H2O=2HNO3+NO

当氧气足够时:

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

NO虽然溶于水,但不能生成氮的含氧酸,在0℃时,一体积水可溶解0.07体积的NO,NO难溶于水成为脱硝的难点,但在湿法烟气脱硝剂中,有水使NO溶于水中.当水溶液中硝酸含量>12%时,NO的溶解度比在纯水中,即一体积水能溶解7体积的NO,烟气开始溶于水中时水是纯净的,首先是NO2溶于水生成HNO3,如果NO2在水中不被还原,按照湿法烟气脱硝剂在水中的烟水比例计算,2小时44分钟后,水溶液中硝酸的含量为12%左右,因此可以说NO溶于水是不成问题的.

二、湿法烟气脱硝剂的研究

使用小型喷淋塔装置,设备包括烟气模拟系统、喷淋塔和检测分析系统.

在加入压缩空气之前,NO首先在混合器1中被N2稀释以避 免生成大量的NO2.稀释后的NO在混合器2中被控制流速的压缩空气再次稀释,以调节到所需浓度.在进入喷淋塔之前,模拟烟气被电控加热器加热到工作温度,然后在喷淋塔中被吸收.试验分析测量出气中SO2、NO和O2的浓度,喷淋液滴粒径大小,以及反应后的吸收液中生成离子的浓度.

三、影响脱硫脱硝效率的主要因素

在湿法烟气脱硝剂试验中,主要影响因素有湿法烟气脱硝剂溶液的浓度、NOX进气浓度、吸收液的PH值、液气比L/G、反应温度以及SO2的影响等.

四、湿法烟气脱硝剂溶液的浓度

湿法烟气脱硝剂溶液浓度的提高,能促进SO2和NOX的吸收,湿法烟气脱硝剂与NO或(SO2+NO)的摩尔比对去除效率有影响.

五、CaCO3的浓度

低浓度的CaCO3的加入可以提高对NOX的吸收率,但是高浓度的CaCO3的加入却会降低或者抑制吸收.

六、NOX进气浓度

单独脱硝试验中,NOX的进气浓度越高,脱硝效率就越高,这可能是因为当NOX的进气浓度在某一范围内时(试验是在200~800µL/L),NOX的去除是被动力学控制的.提高NOX的浓度,并且相应提高的湿法烟气脱硝剂溶液的浓度,有助于达到更高的脱硝效率,持续反应时间也会增长,但是达到的时间会比低浓度的情况要长.

同时脱硫脱硝试验中,当浓度保持时,NOX吸收率随NOX的浓度增大而增大,但SO2的吸收率不受NOX的浓度的影响.这可能是因为SO2的溶解度比NOX大得多,并且竞争湿法烟气脱硝剂的能力也比较强.而当NOX浓度保持时,SO2的吸收率随SO2的浓度增大而增大,但NOX的吸收率随SO2的浓度增大而减少.这是因为SO2的吸收是气相控制过程,SO2在溶液中的溶解度比NOX的高得多.SO2的浓度越高,与溶解中湿法烟气脱硝剂的反应就越多,因此同一吸收液与NO反应的湿法烟气脱硝剂就越少.

七、吸收液的PH值

吸收液的PH值对吸收效率影响,氮氧化物借助于N2O3和N2O4的水解而被吸收.由于会生成HNO3,PH值会降低,初始PH值降低,吸收效率增大.这是因为湿法烟气脱硝剂氧化能力随PH值的减少而增强.当降到低PH值,即吸收过程,NOX的去除效率变得不明显,这可能是NO的溶解度随离子浓度的增大而减少,并且在离子浓度下,NO的溶解度在PH值2~13范围内是常数.常规FGD系统的PH值范围一般控制在5~6之间,因此为了控制吸收塔内的PH值,在吸收液中添加了缓冲溶液,将吸收液的PH值控制在6~7 之间,并达到了较佳的去除效率.


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