氮氧化物废气治处理技术的发展趋势

根据中国的实际情况对固定源NOX氮氧化物废气治理技术的发展做一简要分析。

1、燃料燃烧源

我国在中近期内对燃料燃烧源(主要是烧煤)采用出去NOX的排烟脱氮技术的可能性很小。但是,随着燃烧消耗量的增大,NOX排放量必然增大。1980年煤耗量z有6亿吨,1995年已达12.8亿吨,我国二氧化硫排放量达到2370万吨,而燃煤排放的NOX约达到1000万吨。NOX是我国酸雨污染日趋严重的重要因素之一,也是光化学烟雾前体污染物,燃料燃烧源排放的NOX,应引起足够的重视。根据我国的现实情况,固定源燃料燃烧排放的NOX治理技术可能有两个发展方向,一是改进燃烧过程控制NOX的排放,二是发展能同时消除SO2与NOX的治理技术。

2、工业生产源

工业生产过程排放NOX有两种类型:一是硝酸、氮肥等生产厂;二是硝酸使用和其他。前者排放量大,且为连续排放;后者排放量相对较小,有些厂为间歇排放。下面分别阐述。

(1)硝酸、氮肥等生产厂的NOX废气治理技术的发展趋势

A、选择性催化还原法

这个方法用氨(NH3)作还原剂,转化率(NOX净化率)可达到90%以上,效果好,可使排放量大的工业生产源稳定达标排放。所以,近期内尚会有一定的发展。但从长远看这项技术会逐步被其他治理技术所代替。因为这项治理技术从工业生产理论和工业经济来分析都是不合理的。正常的工业生产时氨氧化制硝酸,而选择性催化还原法是用NH3作还原剂将NO2还原为N2,这从工业生产理论来看是不合理的,从工业经济来看是浪费资源。这项技术应该被催化分解所取代。催化分解不需要还原剂,NOx废气通过特制催化剂即可直接分解为氮气和氧气。

B、用稀硝酸等作吸收剂,回收利用NOX 用漂白稀硝酸吸收硝酸厂尾气,是一个既可使尾气中的NOX含量达标排放,又可增加硝酸产量的经济可行的方法。根据我国实际经验估算,一个日产300t的硝酸工厂,每天可回收硝酸6t,一年约可回收2000t硝酸。所以这项技术应大力发展,并应结合工艺改革,不断改进。

对NOX回收利用是应该重点发展的NOX废气治理技术,但应坚持以下的原则:一是从对污染源进行全过程控制的要求出发,推行清洁生产,尽量减少尾气中的NOX的含量;二是因地因厂制宜选择吸收液,达到来源方便、费用低,回收的产品z好是与本厂产品是同一类型的;三是不断提高吸收效率,降低设备投资和运行费用。

3、使用硝酸的生产厂的NOX废气治理技术

这类的特点是排放量不大,有些是间歇排放,不同类型的生产厂废气中NOX含量差别大。根据实践经验可采用发展的治理技术如下:

  1. 液体吸收法 采用这种方法,因地因厂选择吸收液,既可达标排放,经济上也是合理的。如:比较化工一厂生产AgNO3,治理尾气中的NOX采用30%的NaOH做吸收液,循环吸收可达标排放,30%NaOH来自化工二厂电解NaCl浓缩的产品;而回收NOX得到的副产品NaNO·NaNO2,可以找到用户推向市场。
  2. 固体吸附法 对于生产规模小,间歇排放、NOX排放浓度变化大的工业污染源,这种方法是适合的,但要发展,推广需从两个方面研究改进,一是尽快研制吸附容量大,寿命长、便于再生、价格低的吸附剂;二是吸附装置简化结构,便于安装,并尽快标准化、系列化,使NOX治理走向社会化。
  3. 催化分解是一个实际可行的方法。

4、脱硝行业新技术

  1. SCR脱硝催化剂 选择性催化还原脱硝是国内外公认的烟气脱硝主流技术,其原理是利用氨在催化剂的作用下将烟气中的NOX还原为无毒的N2。催化剂占脱硝总成本的40%,是SCR技术的核心烟气脱硝的控制因素。我国的脱硝催化剂生产技术和原材料还依赖国外,催化剂价格十分昂贵,导致国内及集团公司所属燃煤电厂整体脱硝成本非常高,限制了烟气脱硝工作的发展。随着技术引进,硝化吸收及产业化的发展,国内已经有几家具备一定产能的脱硝催化剂生产厂家,继续开发,势在必行。
  2. 低温SCR脱硝技术 研制适于火电厂低温烟气条件下能有效去除NOX的SCR脱硝催化剂,研制催化剂制备的z佳配方及SCR反应工艺条件。
  3. 纳米金属氧化物催化剂协同脱硝除汞 NOX和Hg协同控制的技术核心——新型双功能SCR催化剂研究,研究NOX和Hg污染物协同催化净化过程中复杂反应的各种促进和抑制作用机理,揭示NOX催化还原剂HgO氧化活性位,结合催化剂表征,优化的双功能SCR催化剂配方,并提出催化剂可能的中毒机制和协同控制多种污染物的反应机理。
  4. 等离子体双尺度低NOX燃烧技术 以等离子体技术为基础,高效低NOx等离子体陶瓷燃烧器为核心,开发新型的内燃式,高效燃烧,低NOX燃烧器。结合双尺度燃烧优化技术,优化炉内燃烧过程,降低煤粉锅炉的NOX排放,形成产业化的、可以替代SCR(SCNR)的高效清洁燃烧技术。

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