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分离工程课程论文
《
烟气脱除氮氧化物技术研究进展
》
学院：
专业：
学号：
姓名：
指导教师：
中国
·<
/p>
新疆
·
石河子
2012
年
7
月
烟气脱除氮氧化物技术研究进展
<
/p>
(
石河子大学化学化工学院
/
新疆兵团化工绿色过程重点实验室，新疆
石河子，
832003)
摘要
：
氮氧化物
(NOx)
是大气主要污染物之一，
近年来，烟气脱氮技术的研究一
直是
环保领域的新技术前沿研究热点之一。由燃煤而产生的大量低浓度
NOx
烟
气是导致大气污染、
酸雨和光化学烟雾危害严重的主
要原因。
研究烟气脱氮具有
十分重要的意义。
< br>文章着重介绍了近年来国内外应用常用的一些烟气氮氧化物脱
除技术，其中包括选
择性催化还原法、非催化选择性还原法、催化分解法、等离
子体法、液体吸收法等等。综
述了目前治理的相应技术措施的现状和发展趋势，
分析几种主要方法的特点和存在的问题
，
并提出了相关解决的方法，
进而对前景
进行了展望，最后从中选择相对来说最适用的一种方法。
关
键词
：
氮氧化物
烟气
脱氮
引
言
氮氧化物（
NOx
）是
NO
、
NO
2
、
N
2
O
等的总称，
90%
产生于各种燃料燃烧
过程，且燃烧排出的主要是
NO
和
NO
2
，其中
NO
占
90%
左右
[1]
< br>，是大气的主要
污染物之一。
因此氮氧化物在大气中主要
是以一氧化氮和二氧化氮平衡共存。
氮
氧化物会引起多种呼吸道
疾病就，
是形成光化学烟雾的主要污染物，
也是形成酸
雨的主要酸性物质之一。
二氧化硫和氮氧化物还能形成无机盐的细颗粒物
，
加重
空气中的细颗粒物污染
[2-3
]
。
燃料燃烧是
NOx
的主要来源
(
占人类排放总
量的
90%)
，我国是以燃煤为主
的发
展中国家
,
随着经济的快速发展
,
燃煤造成的环境污染日趋严重，特别是燃煤
烟气中的
NOx,
对大气的污染已成为一个不容忽视的重要问题，我国火电厂锅炉
NOx
年排放量从
1987
< br>年的
120.7
万
~150.6
万
t
增加到
2
000
年的
271.3
万
~300.7
万
t
[4]<
/p>
。因此，
NOx
对大气的污染已成为一个
不容忽视的重要问题，控制和治理
氮氧化物污染已迫在眉睫。
近
年来，
烟气脱氮技术的研究一直是环保领域的新技
术前沿研究热
点之一。对于
NOx
的脱除有很多种方法，研究的也较为广泛，
本
文针对目前在脱除氮氧化物领域研究较多的几种处理技术进行总结和讨论。
并从
中选取一种相对来说最适宜的方法进行实验。
1
烟气脱氮的方法
1.1
选择性催化还原法
(SCR)
选择性
催化还原
(SCR)
是最早实现工业化应用的氮氧化物脱除技术
，其过程
要求严格控制
NH
3
/NO
比率。
SCR
脱
氮原理是利用
NH
3
和催化剂
(
铁、钒、铬、
钴或钼等碱金属
)
在温度为
200
～
450
℃时将
NOx
还
原为
N
2
。
N
H
3
具有选择性，
只与
NOx
发生反应，基本上不与
O
2
反应，所以称为选择性催化还原脱氮。
< br>在理想状态下，
SCR
技术的脱氮率能达到
90%
以上，但实际上由于
NH
3
量
的控制误差而造成的二次污染等原因，使得通常的脱除
率仅达
65%~80%
。性能
的好坏取
决于催化剂的活性、
用量以及
NH3
与
废气中的
NOx
的比率。
目前该技
术已在日本、德国、北欧等国家的燃煤电厂广泛应用目前已达
500
余家
(
包括发
电厂和其他工业部门
)
[5]
。德国于
20
世纪
80
年代引进
SCR
技术，并规定发电量
5
0
MW
以上的电厂必须配备
SCR<
/p>
系统，其火力发电厂的烟气脱氮装置中
SCR
大约占
95%
[6]
。
NH3-SCR
消除
N
O
的方法已实现工业化，
且具有反应温度较低
< br>(573~753K)
、
催化
剂
不含贵金属、寿命长等优点。但也存在明显的缺点
[7]
：
(1)
由于使用了腐蚀性很强的
NH3
或氨水，
对管路设备的要求高，
造价昂贵<
/p>
(
投资费用
80
美元
/kW)
[8]
；
(2)
由于
NH3
的加入量
控制会出现误差
,
容易造成二次污染；
(3)
易泄漏，
操作及存储困难，
且易
于形
成
(NH4)2SO4
；
(4)
这个过程只能适用于固定污染源的净化，难以解决如汽车发动机等
移动源产生的
NO
消除问题。
1.2
非催化选择性还原法
(SNCR)
该
法原理同
SCR
法，
SNCR
法通过在烟道气中产生的氨自由基与
NOx
反应
，以
去除
NOx
。由于没有催化剂，反
应所需温度较高
(900~1200
℃
)
，因此需控制好反应温
度，以免氨被氧化成氮氧化物。
该法净化率为
50%
。
该法特点是不需催化剂，
旧设备改造少，
< br>投资较
SCR
法小
(
投
资费用
15
美元
/kW
[8]
)
。<
/p>
但氨液消耗量较
SCR
法多。
日本部分电厂采用了
SNCR
方法。
但是，
目前大部分锅炉都不采用
SNCR
方法，
主要原因如下：
(l)
效率不高
(
燃油锅炉的
NOx
排放量仅降低
30%~50%)
；
(2)
增加反应剂和运载介质
(
空气
)
的消耗量；
(3)
氨的泄
漏量大，不仅污染大气，而且在燃烧含硫燃料时，由于有硫酸
氢铵形成会使空气预热
器堵塞
[9]
。
1.3
催化分解法