臭氧脫硝過(guò)程的主要影響因素有哪些？

臭氧脫硝的影響因素主要有摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、吸收液性質(zhì)等，這些因素對(duì)脫硝和脫硫效率都有不同程度的影響。低溫條件下，O2與NO發(fā)生如下關(guān)鍵反應(yīng):

NO+O3→NO2+O2   (1)

NO2+O3→NO3+O2  (2)

NO3+NO2→N2O5    (3)

NO+O+M→NO2+M  (4)

NO2+O→NO3       (5)

試驗(yàn)研究表明，在典型煙氣溫度下，臭氧對(duì)NO的氧化效率可達(dá)84%以上，結(jié)合尾部濕法洗滌，脫硫率近100%，脫硝效率也在O3/NO摩爾比為0.9時(shí)達(dá)到86.27%。將臭氧通入煙氣中對(duì)NO進(jìn)行氧化，然后采用Na2S和NaOH溶液進(jìn)行吸收，最終將NOx轉(zhuǎn)化為N2 , NOx的去除率高達(dá)95%, SO2去除率約為100% 。

將O3注入模擬煙氣進(jìn)行脫除SO2和NOx的研究，然后采用堿吸收塔對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，結(jié)果表明NO的脫除率與O3的注入量有關(guān)，當(dāng)O3加入量為200μL/L時(shí)，NO的脫除效率可達(dá)到85% ,此工藝對(duì)NO和SO2的脫除率最高可分別達(dá)到97%和100%。LoTox技術(shù)的應(yīng)用也表明，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，也可以達(dá)到SO2的存在不影響NOx去除效果的目的。

(1)摩爾比對(duì)脫硝的影響

摩爾比(O3/NO)是指O3，與NO之間摩爾數(shù)的比值，它反映了臭氧量相對(duì)于一氧化氮量的高低。NO的氧化率隨O3/NO的升高直線上升。目前已有的研究中，在0.9≤O3/NO＜1的情況下脫硝率可達(dá)到85%以上，有的甚至幾乎達(dá)到100%。根據(jù)式（1）可見(jiàn)，O3與NO完全反應(yīng)的摩爾比理論值為1，但在實(shí)際中，由于其他物質(zhì)的干擾，可發(fā)生一系列其他反應(yīng)，如式（2）～式（5）使得O3不能100%與NO進(jìn)行反應(yīng)。

(2)溫度對(duì)脫硝的影響

由于臭氧的生存周期關(guān)系到脫硫脫硝效率的高低，所以考察臭氧對(duì)溫度的敏感性具有重要意義。王智化等人在對(duì)臭氧的熱分解特性的研究中得出在150℃的低溫條件下，臭氧的分解率不高，但隨著溫度增加到250℃甚至更高時(shí)，臭氧分解速度明顯加快。在25℃時(shí)臭氧的分解率只有0.5%，當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，分解率顯著增加。這些結(jié)果對(duì)研究臭氧在煙氣中的生存時(shí)間及氧化反應(yīng)時(shí)間具有重要意義。

(3)反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫硝的影響

臭氧在煙氣中的停留時(shí)間只要能夠保證氧化反應(yīng)的完成即可，在ISHWAR K. PURI的研究中，反應(yīng)時(shí)間在1～104s之間對(duì)反應(yīng)器出口的NO摩爾數(shù)幾乎沒(méi)有影響,而且增加停留時(shí)間并不能增大NO的脫除率。這主要是因?yàn)殛P(guān)鍵反應(yīng)的反應(yīng)平衡在很短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到，不需要較長(zhǎng)的臭氧停留時(shí)間。

(4)吸收液性質(zhì)對(duì)脫硝的影響

利用臭氧將NO氧化為高價(jià)態(tài)的氮氧化物后，需要進(jìn)一步地吸收。常見(jiàn)的吸收液有Ca(OH)2, NaOH等堿液。不同的吸收劑產(chǎn)生的脫除效果會(huì)有一定的差異。在利用水吸收尾氣時(shí)，NO和SO2的脫除效率分別達(dá)到86.27%和100%。這是利用氣體在水中的溶解度進(jìn)行吸收，也有試驗(yàn)利用吸收液將高價(jià)氮氧化物還原成為N2后直接排入大氣中，如Young Sun Mok和Heon-Ju Lee采用Na2S和NaOH溶液作為吸收劑，NOx的去除率高達(dá)95%， SO2去除率約為100%，但存在吸收液消耗量大的問(wèn)題。

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