新形勢下氮氧化物煙氣治理技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢

陳華彬

（中興儀器（深圳）有限公司廣東深圳518101）

新形勢下氮氧化物煙氣治理技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢

陳華彬

（中興儀器（深圳）有限公司廣東深圳518101）

目前，我國的大氣污染問題日益嚴(yán)重，空氣質(zhì)量不斷下降，給人們的身體健康帶來了嚴(yán)重的危害。氮氧化物是導(dǎo)致大氣污染的主要物質(zhì)，也是當(dāng)前治理大氣污染需要解決的首要問題。隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，氮氧化物煙氣治理技術(shù)也取得了巨大進(jìn)步。在這種背景下，本文對其現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后討論了其發(fā)展趨勢。

氮氧化物；煙氣；治理技術(shù)；現(xiàn)狀；趨勢

本文所討論的氮氧化物（NOx）包含的內(nèi)容較多，例如NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，均會(huì)對大氣造成污染，尤其是NO和NO2。NOx的大量排放不僅會(huì)對自然環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，還會(huì)威脅人類的身體健康。目前，我國的NOx排放量逐年增多，形勢嚴(yán)峻，和國外存在較大差距。為了改善這一局面，下面我們就將從NOx煙氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

1　 NOx煙氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1吸附法

該治理技術(shù)的主要原理就是使用吸附劑來吸收NOx，對操作的溫度和壓力按照一定的規(guī)律和周期進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對NOx的吸附，讓它從氣源中分離出來，屬于干法脫硝技術(shù)的范疇。同時(shí)，根據(jù)再生產(chǎn)方式的差別，我們可以將其分為兩種，分別是變壓吸附法和變溫吸附法。其中的變溫吸附法屬于傳統(tǒng)方法，應(yīng)用的時(shí)間較長。而變壓吸附法則是一種新型的脫硝技術(shù)，分子篩、天然沸石、活性炭、硅膠、含有NH3的泥煤等，都是比較常見的吸附劑，部分吸附劑甚至還具有一定的催化功能。

采用吸附法治療NOx煙氣的主要優(yōu)勢在于，能夠快速完成凈化，不需要消耗化學(xué)物質(zhì)，設(shè)備操作比較簡單。但是這種方法的吸附容量有限，而且需要大量的吸附劑，還需要再生產(chǎn)處理，無法連續(xù)操作，會(huì)增加投資的成本，所以限制了該方法的應(yīng)用。

1.2液體吸收法

這種方法的應(yīng)用范圍比較廣泛，水、稀硝酸、堿溶液和濃硫酸是主要的吸收劑。同時(shí)，由于NO很難在水中或者堿溶液中溶解，要提高對NO的凈化效果，可以采用氧化吸收、吸收還原以及綜合吸收等方法。液體吸收法屬于濕法的范疇，和干法相比，其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在處理工藝和設(shè)備比較簡單，投資成本較小，能夠?qū)崿F(xiàn)對NOx的回收，經(jīng)濟(jì)效益顯著，但凈化效率低是其主要缺陷。

在液體吸收法中，使用最多的是堿溶液吸收。這種方法的主要原理是：利用Na+、K+、Mg+等的氫氧化物，或者是弱酸鹽溶液制成堿液，NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硝酸鹽或者亞硝酸鹽。堿溶液吸收雖然能將NOx回收為具有一定經(jīng)濟(jì)收益的硝酸鹽產(chǎn)品，但是由于吸收效率較低，還會(huì)對NO2/NO的比例產(chǎn)生限制，所以吸收后，仍然無法明顯降低煙氣的濃度，無法達(dá)到煙氣排放的標(biāo)準(zhǔn)。由此可知，堿液吸收法仍然需要進(jìn)一步改進(jìn)，以便能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。

1.3催化還原法

催化還原法可以分為兩種，一種是選擇性催化還原法，一種是非選擇性催化還原法。優(yōu)于后者需要大量的燃料，能耗較大，還需要比較貴重的金屬作為催化劑，另外還需要熱回收裝置，極大地增加了投資的成本，所以逐漸被淘汰。下面我們主要對選擇性催化還原法進(jìn)行介紹。

選擇性催化還原法，即SCR，其主要原理為：在含氧狀態(tài)下，還原劑會(huì)優(yōu)先和煙氣中的NO發(fā)生反應(yīng)，這種催化的過程就被稱為SCR。催化劑選擇V2O5-TiO2，還原劑則選擇NH3，能夠有效消除火力發(fā)電廠等固定排放源生成的NO，而且技術(shù)比較成熟，是當(dāng)前在氧化條件下，分離NO的唯一有效方法。

在對大量的煙氣進(jìn)行處理時(shí)，可以使用SCR，因?yàn)樵?00℃～400℃溫度下的催化劑中，它可以會(huì)將其分解為N2和H2O，不會(huì)產(chǎn)生其他物質(zhì)，而且需要的裝置比較簡單，具有明顯優(yōu)勢。如果將氨作為還原劑，那么脫氮反應(yīng)的表達(dá)式為：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O。

在具體的運(yùn)行過程中，NH3：NOx約為0.181～0.182，NOx的去除率可以達(dá)到65%～80%。這種方法適用于從鍋爐直接引入煙氣的情況，也能夠在引入預(yù)先清除煙塵煙氣的情況，即同時(shí)適用于高煙塵和低煙塵。

2　 NOx煙氣治理技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1液膜法

這種煙氣治理技術(shù)是由PETC（美國能源部Pittsburgh能源技術(shù)中心）研發(fā)出來，并且已經(jīng)在美國、加拿大、日本等國進(jìn)行了大量的對比研究。液膜就是含水液體，在理論上，只要能夠吸收NOx的液體都可以作為液膜，但是還需要?dú)怏w在其中具有良好的滲透性。

2.2微生物法

該方法的主要原理為：利用NOx作為氮源，將NOx還原成最基本的無害的N2，而脫氮菌本身獲得生長繁殖。微生物法處理污染物是一自然過程，人類所研究的只是強(qiáng)化和優(yōu)化該過程：一方面，通過細(xì)胞固定化技術(shù)，提高單位體積內(nèi)微生物濃度；另一方面，通過選擇合適的支撐材料，有效改善氣流條件、增強(qiáng)傳質(zhì)能力等。

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陳華彬（1987—）男，漢族，廣東汕頭人，本科，助理工程師，從事環(huán)境工程研究工作。