华屹臭氧催化氧化脱硫脱硝一体化技术

错误!错误!分享臭氧同时脱硫脱硝技术具有明显的一体化脱除特性臭氧同时脱硫脱硝技术具有明显的一体化脱除特性，但臭氧的发生费用却制约了它的应用。

介绍了目前国外在工程上应用的低温氧化技术(LoTOx)，分析了其脱除效果及优缺点。

煤炭作为主要能源物，其燃烧过程排放的SO2、NOx等污染物的总量很大，会造成严重的大气污染，危害人类健康。

对SO2的控制，目前较为成熟的技术是石灰石—石膏法，脱除效率可达95%以上。

此外还有炉内喷钙脱硫、电子束法脱硫等技术。

对NOx的控制分为两类，一类是控制燃煤过程中NOx的生成，主要有低氧燃烧法、两段燃烧法和烟气再循环法等。

另一类是通过物理化学方法进行脱除，主要有催化、吸收、吸附、放电等。

其中广泛应用的是选择性催化还原法(SCR)，脱除效率达90%以上。

随着国家对火电厂污染物排放的要求越来越严格，同时脱硫脱硝已成为烟气污染物控制技术的发展趋势。

目前国内外广泛使用的是湿式烟气脱硫和NH3选择催化还原技术脱硝的组合。

该技术的脱硫脱硝效率虽然高，但是投资和运行成本昂贵。

其他的脱硫脱硝技术还包括等离子体法、催化法、吸附法等，但只有少数进入生产应用。

烟气中NOx的主要组成是NO(占95%)，NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，从而可与后期的SO2同时吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。

臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将NO氧化到高价态。

电子束法和脉冲电晕法虽然能够产生强氧化剂物质，如·OH、·HO2等，但工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高。

O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O3，然后送入烟气中，可显著降低能耗。

目前利用臭氧进行脱硫脱硝在国外已有工程应用实例，在我国还处于探索阶段。

臭氧+双氧水组合脱硝脱硫一体化工艺方案脱硝技术路线的确定2.1NOx生成机理一般燃烧设备燃烧过程中生成的氮氧化物包括NO、NO2、N2O 等，其中 NO占90%以上，NO2占 5-10%，N2O只占 1%左右，因此燃烧过程中产生的NOx主要是指NO和NO2。

在含氮物质的氧化和还原反应过程中，按照 NOx生成的主要途径和来源可以分为热力型NOx、快速型 NOx和燃料型 NOx（见图 1）。

图3-1 NOX生成和脱除的反应途径（1）热力型 NOx热力型 NOx主要是指在燃烧过程中参与燃烧的空气中的氮气被氧化生成的NOx，其中的生产过程是一个不分支连锁反应。

热力型NOx的生成机理是前苏联科学家捷里多维奇（Zeldovich）于1946年提出的。

总反应式如下：N2?+ O2 ? 2NO （1）NO +?1/2O2 ? NO2 (2)(2) 快速型NOx根据碳氢燃料预混火焰轴向NO分布的实验结果，指出碳氢自由基（CHi）在燃烧过程中撞击空气中的N2分子生成HCN、NH、CN 和 N等中间产物，这些中间产物再进一步氧化生成NOx，称为快速型NOx。

快速型NOx中的氮虽然也是来自空气中的氮气，但是同热力型 NOx的生成机理却不相同，其主要生成路径入下图所示。

快速型 NOx的生成对温度的依赖性很低，然而过量空气系数对快速型 NOx的影响较大。

燃烧过程中快速型 NOx的生成量很少，一般不作为 NOx控制的主要考虑对象。

（3）燃料型NOx燃料型 NOx是指燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后又氧化而的NOx。

其主要生成路径如下图所示。

由于N-H键和N-C键的远比N≡N键要小得多，燃料型 NOx的生成要比热力型NOx容易得多，是生成NOx的最主要来源。

2.2现有主要脱硝技术比较分析现有主要脱硝技术经济性比较见下表技术名称SCR SNCR 臭氧氧化法还原剂NH3为主氨水或尿素溶液O3反应温度300~400℃850~1100℃50-200℃反应器需要建设不需要不需要脱硝效率80-95% 15-50% 70~95%催化剂需要，且定期更换，价格贵不需要不需要还原剂喷射位置多选择于省煤器与空气预热器之间炉膛或炉膛出口不需要SO2/SO3转化有无无NH3逃逸3~5ppm 10~15ppm 无对燃烧设备影响NH3与 SO3易形成 NH4HSO4，造成堵塞或腐几乎没有影响没有影响蚀系统压损1000pa左右无无是否需要吹灰是否否燃料影响高灰分会磨耗催化剂，碱金属氧化物会钝化催化剂（催化剂中毒）无无燃烧设备效率影响降低热效率无无煤焦油影响煤焦油导致催化剂堵塞，并覆盖催化剂表面活性成分，造成催化剂失效无无占地面积大小小投资高低中等运行费用高低中等2.3 本项目脱硝技术方案的确定组合氧化法是非常适合本项目的脱硝方案。

脱硫、脱硝、脱汞于一体的烟气净化装置及技术路线发表时间：2019-03-28T14:32:27.370Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：高英华[导读] 摘要：有关脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物和汞的工艺已经比较成熟，早已进行大规模工业应用，但是大部分的工艺都只针对单一组分有用。

哈尔滨紫聚新能源科技有限公司 150000摘要：有关脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物和汞的工艺已经比较成熟，早已进行大规模工业应用，但是大部分的工艺都只针对单一组分有用。

烟气中氮氧化物、二氧化硫和汞往往同时存在，如果利用这些只能处理单一污染物的设备分别进行脱除，存在占地面积大、成本高等问题。

因此，进一步研发同时脱硫脱硝脱汞的技术，对于大气污染的控制具有重要意义。

本装置的目的是针对上述的不足，提供一种集脱硫、脱硝、脱汞于一体的烟气净化装置。

关键词：二气化硫、氮氧化物：汞：污染物：脱流脱硝脱汞技术：烟气净化1 前言目前，工业废气与燃煤烟气的排放所造成的污染已到了破坏生态环境和影响人类健康的地步，所以各种消烟除尘与烟气净化技术也随之发展起来，但以往的干式除尘或湿式烟气净化产品都普遍存在不能脱硫脱硝、阻力过大、运行成本过高、湿腐蚀严重和设备不同程度的堵塞所带来的困扰，使除尘与烟气净化效果直线下降，而造成工业设备的带病工作和增加消耗等问题。

现有的各种湿法除尘净化器和除尘净化方法，如喷淋式湿法除尘净化器、冲击式湿法除尘净化器、水膜式湿法除尘净化器、自激式湿法除尘净化器等，都不同程度地存在无法克服的风机带水和堵塞严重，以及阻力过大和运行成本过高等问题，另外在一个装置中不能同时脱硫脱硝、脱汞除尘，而使一次投资过大，运行成本增加。

2014年国家制订了新的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014），而现有技术很难达到该排放标准的要求。

为了解决以上的的技术问题我公司开发了一种净化效果显著的脱硫脱硝、脱汞除尘一体化烟气净化装置。

臭氧氧化吸收法脱硝的技术特点和应用分析近两年火电、钢铁等行业均出台了大气污染物超低排放标准，将NOx排放控制在50mg/m3，对烟气脱硝提出了更高的要求。

目前常见的脱硝技术为SNCR和SCR，在各行业应用广泛，但这两种技术均存在效率偏低、氨逃逸、改造场地限制等问题，不能满足所有烟气脱硝的需求。

臭氧（O3）氧化吸收法是一种新型脱硝技术，基于其自身具备的诸多优势，得到了逐步推广。

1原理介绍臭氧氧化吸收法脱硝技术利用O3的强氧化性将烟气中占95%以上的难溶于水NO氧化为易溶于水、易与碱液反应的高价NOx（NO2、NO3、N2O5），随烟气进入后续脱硫系统，在脱硫塔内与SO2一同被碱液吸收；生成的硝酸盐进入后处理系统完成处理。

2技术特点2.1温度要求低脱硝反应对温度有严格的要求，SNCR的反应温度为800~1100℃，SCR为280~400℃，限制了设备布置和脱硝效率。

臭氧氧化法要求反应温度低于250℃，最正确反应温度区间为≤150℃。

因此臭氧的喷射及混合设备可布置在除尘器和余热回收系统后，不会降低系统的热效率和经济性，适应性更广，对于某些低温烟气（如150℃烧结烟气）尤其适用。

2.2脱硝效率高传统烟气脱硝技术根据运行环境不同，脱硝效率有所波动，SNCR为30%~70%，SCR不超过85%，当NOx浓度偏高时难以达标。

臭氧氧化法由于其化学反应可在常温常压下开展，无需高温、催化等特殊环境，故只要保证足够的臭氧量以及与烟气的均匀混合，即可获得很好的脱硝效果。

以往项目的运行实践说明，该技术脱硝效率能保持在≥90%，最高可到达99%。

2.3反应速率快臭氧氧化吸收法采用氧化反应路径，所需活化能远低于SNCR和SCR的复原反应，因此臭氧氧化反应迅速，理论上完全反应时间约为0.1s，在实际工程运行中，停留时间为1s时即可保证完全反应。

因此在现阶段大部分的脱硝反应条件下，O3均能保证将NO完全氧化。

2.4改造难度小由于臭氧氧化NOx的反应极其迅速，使得该技术所需的反应空间更小。

臭氧氧化脱硝技术介绍【技术名称】臭氧氧化脱硝技术【技术内容】以臭氧为氧化剂将烟气中不易溶于水的NO氧化成更高价的氮氧化物，然后以相应的吸收液对烟气进行喷淋洗涤，实现烟气的脱硝处理。

本技术脱硝效率高(90%)，对烟气温度没有要求，可作为其他脱硝技术的补充，达到深度脱硝。

臭氧氧化吸收脱硝法以臭氧为氧化剂将烟气中不易溶于水的NO氧化成NO2或更高价的氮氧化物，然后以相应的吸收液(水、碱溶液、酸溶液或金属络合物溶液等)对烟气进行喷淋洗涤，使气相中的氮氧化物转移到液相中，实现烟气的脱硝处理。

经过氧化后的烟气在洗涤塔中主要发生如下反应：NO2+H2O→HNO3+NON2O5+H2O→HNO3NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O全套臭氧氧化脱硝工艺系统简单，容易在原有脱硫塔基础上改造并实现脱硫脱硝同时进行;脱硝效率高(可达90%以上);根据烟气中氮氧化物的实时监测，可实现氧化剂(臭氧)投加量的精确控制，使系统的运行效率不受锅炉运行状态影响;系统运行温度低，可实现低温脱硝处理;系统运行效率不随运行时间增加而下降，大大减少脱硝系统的停机检修时间;臭氧的氧化能力也能实现对烟气中其它有害成分(如汞)的氧化脱除，能满足将来越来越严的环保要求。

目前，该技术开始在国内石化行业应用。

其脱硝效率一般大于85%，可达90%以上;NO排放浓度可达20mg/m3以下;100万m3/h工程投资大致为5000万左右;运行成本一般低于16元(每公斤NO)。

该技术成熟、稳定，运行简单，脱硝效率高，且可以运用于温度较低的烟气脱硝中，以及燃煤电站锅炉烟气深度脱硝。

是"十一五'、"十二五'以来，在国家相关科技计划的资助下，我国在臭氧发生器放电结构和放电介质的设计研究、大功率变频谐振电源与臭氧发生器的参数研究、整体结构和放电管模块化结构的图纸设计研究、冷却系统、检测系统、PLC控制系统的研究设计以及臭氧发生系统的可靠性分析等方面取得重要进展，大幅提高了大型臭氧发生器的制造水平，使装置具有高效率、低能耗、体积小、寿命长、运行稳定可靠、价格低等显著优点。

脱硫脱硝一体化工艺脱硫和脱硝是指将燃煤和燃气等高硫和高氮燃料中的硫和氮化合物去除的过程。

高硫和高氮燃料的燃烧会产生大量的SO2和NOx，这些物质在大气中会形成雾霾和酸雨，对环境和人类健康造成严重影响。

因此，研发和应用高效可靠的脱硫脱硝一体化工艺对于减少大气污染具有重要意义。

脱硫和脱硝是分别对应于硫化氢（H2S）和氮氧化物（NOx）的去除。

传统的脱硫工艺主要有湿法石膏法、石灰石法、氧化铁法等。

而对于脱硝，常见的方法包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等。

传统的脱硫和脱硝技术存在着投资大、占地面积广、处理量有限等问题。

为了提高脱硫和脱硝效率，降低投资和运行成本，脱硫脱硝一体化工艺逐渐被广泛研究和应用。

脱硫脱硝一体化工艺是将传统的脱硫和脱硝技术集合在一起，通过合理的工艺设计和优化，实现同时去除SO2和NOx。

一体化工艺的主要优势有以下几个方面：首先，脱硫脱硝一体化工艺将脱硫和脱硝设备集成在一个系统中，减少了设备数量和占地面积。

传统的脱硫和脱硝工艺需要独立的设备和管道，而一体化工艺能够通过合理的布局和设计，使得设备更加紧凑，实现节约空间的效果。

其次，脱硫脱硝一体化工艺能够提高处理效率和降低处理成本。

由于脱硫和脱硝设备在一体化工艺中相互协同作用，能够有效地提高各项指标的达标率。

同时，脱硫脱硝一体化工艺还能够减少废水排放，降低处理过程中的能耗和化学品的使用量，从而降低了处理成本。

此外，脱硫脱硝一体化工艺还具有较好的适应性和灵活性。

针对不同类型的燃料和不同排放要求，一体化工艺能够进行相应的调整和优化。

通过对工艺流程的调整和改进，可以实现在不同条件下获得最佳的脱硫和脱硝效果。

最后，脱硫脱硝一体化工艺对环境保护和可持续发展具有重要意义。

通过去除燃料中的SO2和NOx，可以有效减少大气污染和酸雨的形成，改善空气质量和人民生活环境。

同时，一体化工艺还能够减少对化学品的需求，降低对自然资源的消耗，实现资源的循环利用和可持续利用。

臭氧脱硝技术方案臭氧脱硝技术是一种利用臭氧气氛中的活性氧分子对氮氧化物(NOX)进行高效氧化还原反应的方法，主要应用于燃煤电厂、燃气锅炉、工业炉窑、石化等大气污染源。

本文将提出一种基于臭氧脱硝技术的方案，以减少大气污染物排放，改善空气质量。

一、原理简介臭氧脱硝技术是通过臭氧与氮氧化物发生氧化还原反应，将NOX转化为氮气和水蒸汽，从而实现脱硝的效果。

臭氧分解生成的活性氧会与NOX 反应生成氮气和水蒸汽，反应过程中活性氧也会进一步催化反应，提高反应效率。

二、关键设备和工艺1.臭氧发生器：臭氧发生器是臭氧脱硝系统的核心设备，其主要功能是将氧气转化为臭氧。

常见的臭氧发生器有电解法、高频等离子法和紫外线法等。

这些方法的共同特点是能够高效地产生臭氧气体，但具体选择应根据实际情况进行。

2.反应器：反应器是将臭氧与NOX混合进行反应的装置。

根据反应器的结构不同，可以分为管式反应器和喷雾反应器。

管式反应器将臭氧气体与待处理的废气通过内部的管道进行混合反应，而喷雾反应器则是将臭氧气体喷洒到废气中进行反应。

喷雾反应器的优点是反应效率高，但对喷雾系统的控制要求高。

3.除尘器：臭氧脱硝过程中会产生一些颗粒物，因此需要配置除尘设备进行处理。

常用的除尘器有静电除尘器和布袋除尘器。

这些除尘设备能够有效地捕捉并去除颗粒物，保证排放物的合格。

三、操作流程1.前处理：原料气中的颗粒物、有毒物质等需要通过前处理设备进行去除。

前处理设备一般采用布袋除尘器、活性炭吸附器等。

2.臭氧发生：将氧气通过臭氧发生器产生臭氧气体。

臭氧发生器的选择应根据工艺要求和设备性能进行。

3.反应处理：将产生的臭氧与待处理气体进行混合反应。

反应器的设计应保证混合均匀，在反应过程中保持适当的溶液浓度和悬浮液浓度，以提高反应效率。

4.除尘处理：将反应后的气体通过除尘设备进行颗粒物的去除，保证排放物的合格。

5.废气排放：经过处理后的气体可以直接排放到大气中。

四、技术优势1.脱硝效果好：臭氧脱硝技术能够高效转化NOX为无害的氮气和水蒸汽，脱硝效果优于传统的氨法脱硝和选择性催化还原脱硝。

专利名称：臭氧分级氧化结合湿法吸收实现同时脱硫脱硝的方法
专利类型：发明专利
发明人：王智化,林法伟,何勇,陈冠益,朱燕群,徐超群,周志军,刘建忠
申请号：CN202010963110.3
申请日：20200914
公开号：CN112138525B
公开日：
20220401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及烟气脱硫脱硝处理技术，旨在提供一种臭氧分级氧化结合湿法吸收实现同时脱硫脱硝的方法。

该方法是将臭氧添加至烟气中对NOx进行氧化处理，然后利用湿法洗涤吸收系统吸收氧化反应后的气体产物；在臭氧氧化处理过程中，根据烟气脱硫脱硝处理的排放标准，对臭氧添加量进行分级控制。

本发明通过臭氧分级氧化结合湿法吸收技术路线，实现NOx和SO2的高效协同脱除，同时最大限度降低臭氧投入，节约投资和运行成本。

适合各种小容量锅炉、工业炉窑等设备，满足氮氧化物排放标准，工艺改造简单，脱硫效率维持90％以上，具有广阔的应用前景。

申请人：浙江大学
地址：310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
国籍：CN
代理机构：杭州中成专利事务所有限公司
代理人：周世骏
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专利名称：一种臭氧催化氧化集装箱一体化装置专利类型：实用新型专利
发明人：许立华,周学东,陆志鸿,盛祥栋
申请号：CN201821337862.3
申请日：20180818
公开号：CN208776382U
公开日：
20190423
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种臭氧催化氧化集装箱一体化装置，属于臭氧水处理设备领域，提供一种臭氧催化氧化集装箱一体化装置，达到了利用臭氧对水进行净化的效果。

它包括箱体，箱体包括用于制取臭氧的备料区、多个反应区；每个反应区上均开设有臭氧进口，臭氧进口与备料区连通，臭氧进口连通有设置于反应区内的曝气器；其中一个反应区上开设有进水口，各个反应区之间依次连通；箱体还包括多个缓冲区，每个反应区均连通有一个缓冲区；缓冲区上开设有与上一反应区连通的通孔和与下一反应区连通的开口；开设有进水口的反应区上开设有循环水进口、剩余反应区上开设有循环水出口。

本实用新型通过反应区和缓冲区，实现臭氧对水进行净化的效果。

申请人：杭州恒畅环保科技有限公司
地址：311100 浙江省杭州市余杭区仓前街道龙泉路22号3幢2楼212室
国籍：CN
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