氮氧化物治理操作方法

排煙脫氮

分為干法和濕法兩類。

干法　主要有催化還原法、吸附法等。

催化還原法：適用于治理各種污染源排放出的 NOx。可分為非選擇性還原法和選擇性還原法。非選擇性還原法是以一氧化碳、氫、甲烷等還原性氣體作為還原劑，以元素鉑、鈀或以鈷、鎳、銅、鉻、錳等金屬的氧化物為催化劑，在400～800℃的條件下，將氮氧化物還原成氮氣，同時有部分還原劑與煙氣中過剩的氧發(fā)生燃燒反應形成水和二氧化碳，并放出大量熱。此法效率高，但耗費大量還原劑。選擇性還原法是以元素鉑或以銅、鐵、鈷、釩等的氧化物為催化劑,以氨(NH3)或硫化氫(H2S)為還原劑,有選擇性地同排放廢氣中NOx反應,以NH3為還原劑時,反應溫度為200～450℃（以H2S為還原劑時反應溫度為120～150℃）。此法還原劑消耗僅為非選擇性還原法的1/5至1/4。中國采用金屬鉬、銅鉻系和鐵鉻系作催化劑，選擇溫度的范圍為100～120℃。

吸附法：用分子篩等吸附劑,吸附硝酸尾氣中的NOx。氫型絲光氟石、13X型等分子篩、硅膠、泥煤和活性炭等是良好的NOx吸附劑。在有氧存在時,分子篩不僅能吸附NOx還能將NO氧化成NO2。通入熱空氣(或熱空氣與蒸汽的混合物)解吸，可回收硝酸(HNO3)或NO2。硝酸尾氣中的NOx經(jīng)過吸附處理可控制在50ppm以下。吸附法還可用于其他低濃度NOx廢氣的治理。

濕法　有直接吸收法、氧化吸收法、氧化還原吸收法、液相吸收還原法和絡合吸收法等。

直接吸收法：有水吸收、硝酸吸收、堿性溶液（氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水等堿性液體）吸收，濃硫酸吸收等多種方法。中國應用“漂白”稀硝酸(15～30%)作吸收液，在表壓2千克力/厘米2，吸收溫度為20℃，氣液比為290:1，空塔速度為0.52米/秒的條件下吸收硝酸尾氣中的NOx, 可使尾氣中NOx的含量降低到國家排放標準以下。用漂白稀硝酸可在低壓下直接吸收NO。如在12%的漂白硝酸中NO的溶解度系數(shù)(β)為4.2。用水直接吸收NO，β值僅為0.041。當NO:NO2摩爾比為 1時，吸收速度加快。為使部分NO氧化為NO2,使摩爾比保持在1,一般采取加壓、降溫、催化氧化、增加吸收塔體積等措施。用漂白稀硝酸直接吸收NO，既可減少污染，又可增加硝酸產量。吸收NOx后的漂白稀硝酸，可用氣體吹脫 (漂白)。吹脫出來的 NOx送入吸收塔回收。此法可從尾氣中回收80～90%的NOx。堿性溶液吸收法是用 30%NaOH溶液或相應濃度的氨水，得到硝酸鹽和亞硝酸鹽。用氨水吸收得到的硝酸銨和亞硝酸銨可作農田肥料。用濃硫酸吸收既可去除NOx,又可去除煙氣中SO2,目前尚處于實驗室研究階段。

氧化吸收法

在氧化劑和催化劑作用下，將NO氧化成溶解度高的NO2和N2O3(三氧化二氮),然后用水或堿液吸收脫氮的方法，在濕法排煙脫氮工藝中應用較多。氧化劑可用臭氧(O3)、二氧化氯(ClOx)、亞氯酸鈉(NaClO2)、次氯酸鈉(NaClO)、高錳酸鉀(KMnO4)、過氧化氫(H2O2)、氯(Cl2)和硝酸(HNO3)等。按氧化方式的不同可分為催化氧化吸收法、氣相氧化吸收法和液相氧化吸收法。催化氧化吸收法是在催化劑作用下將NO氧化成NO2,然后用堿液吸收。氧化劑是煙氣中的過剩氧。催化劑是以活性炭、氧化鋁、二氧化硅為載體的釩、鎢、鈦和稀土金屬氧化物等。此法已用于玻璃熔窯煙氣凈化，脫氮率達90%以上，凈化后煙氣中NOx濃度在60ppm以下。此法的優(yōu)點是可采用閉路循環(huán);可把SO2和塵粒等污染物同時除去；不用外加氧化劑;在煙氣中噴入5%水蒸汽可提高催化劑的效率和壽命；設備的投資和運轉費低。氣相氧化吸收法是采用O3和ClO2強氧化劑在氣相中將NO氧化成容易被水、酸和堿液吸收的NO2和N2O3。用水吸收可回收稀硝酸。此法已用于以液化天然氣為燃料的鍋爐煙氣凈化，脫氮率達90%以上。此法凈化過程簡單,運行可靠,對鍋爐正常運轉無影響,可回收高品位的HNO3。但O3用量較多,NO氧化成N2O3需要時間較長,氧化塔相應龐大。液相氧化吸收法是用液相氧化劑將NO氧化，然后用堿吸收法吸收。液相氧化劑用KMnO4、NaClO2等，脫氮率可達90～95%。

氧化還原吸收法:用O3、ClO2等強氧化劑在氣相中把NO氧化成易于吸收的NOx和N2O3,用稀HNO3或硝酸鹽溶液吸收后,在液相中用亞硫酸鈉(Na2SO3)、硫化鈉(Na2S)、硫代硫酸鈉(Na2S2O3)和尿素【(NH2)2CO】等還原劑將NO2和N2O3還原為N2。此法已用于加熱爐排煙凈化。在同一塔中可同時脫去煙氣中SOx和NOx, 脫硫率99%,脫氮率達90%以上。

控制NOx的產生 　NOx主要來自燃燒過程。在燃燒過程中,NOx有兩種形成機制：①空氣中的氮分子在高溫下氧化生成熱致NOx;②燃料中的氮化物經(jīng)燃燒氧化分解生成燃料NOx。燃燒過程產生的NOx主要是熱NOx。NOx生成量與燃燒溫度、高溫區(qū)氧氣的濃度和燃燒氣體在高溫區(qū)停滯時間有關。燃燒溫度越高,高溫區(qū)氧氣濃度越高,停滯時間越長,熱NOx生成量就越多。因此，控制或減少熱NOx的產生,應改善燃燒方法和改進燃燒設備。目前應用的改進燃燒技術、改善燃燒過程及設備的方法，一般可減少NOx排放量的60%。對于燃料NOx還沒有找到有效的控制方法。