(1)NOx 直接危害人体健康,其中 NO2 对人体健康危害最大,严重危害人们的呼 吸系统,刺激人的呼吸系统以及眼睛等器官,引起支气管炎和流行性感冒等病状,严 重的甚至可以诱发肺细胞的癌变;
(2)NO 可以通过在大气中氧化成 NO2,大气中的 NO2 易形成硝酸性酸雨腐蚀地表 农作物、地表植物森林、建筑物、文物古迹、露天设备和使湖泊中的鱼类虾类死亡;
(3)并且 NOx 形成的光化学烟雾降低大气的能见度,对人体刺激十分强烈,使 人们产生头痛、呼吸道疾病恶化等病状,严重的甚至可能造成死亡;
[9-13]
(4)NOx 能够破坏臭氧层,使臭氧层形成空洞 。
1。2 国内外研究现状及存在问题
1。2。1 国外现状
1。2。2 国内现状
1。3 主要脱硝方法
烟气脱硝分为干法和湿法两大类,湿法目前大多停留在实验阶段很难在工业上得 到应用。
干法:选择性催化还原法、选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic
Reduction,简称 SNCR)、NOx 催化分解法、吸附法、等离子脱硝法、固体吸收及再生 法等。
湿法:酸吸法、碱吸法、化学氧化法、生物还原法等。
(1)选择性催化还原法(SCR):SCR 法是由美国 Engelhard 公司发明并且在 1959 年申请了相对专利,在这之后日本率先于 20 世纪 70 年代对 SCR 法实现了工业化。SCR 法是目前世界上应用最为广泛、技术最为成熟的一种烟气脱硝技术。该反应的窗口温 度为 300℃~400℃,SCR 法占现有的电厂高温烟气脱硝的 90%以上,是脱硝效率最高, 也是运行最为稳定的脱硝方法。
SCR 法以 NH3 作为还原剂,将 NOx 还原成 N2 和 H2O,NH3 选择性的与 NOx 反应,而不 与其他的氧化物发生反应,当 O2 存在的情况下优先反应。论文网
目前世界上流行的 SCR 工艺主要分氨法 SCR 和尿素法 SCR。不同点在于尿素 SCR 法中先利用在分解室中将尿素转化成氨之后输送至 SCR 触媒反应器与 NOx 反应。
SCR 系统对 NOx 脱除效率很高,喷入到烟气中的 NH3 几乎全部与 NOx 发生反应。只 有其中一小部分的 NH3 不反应而逃逸离开反应器。并且伴随着催化剂的失活或者催化 剂表面被飞灰磨损、覆盖、堵塞,NH3 的逃逸量就随之增加。
(2)选择性非催化还原法(SNCR 法):选择性非催化还原法是一种相对于选择 催化还原法而言不需要催化剂进行选择性还原过程的一种技术。这种技术是用尿素、 NH3 等还原剂喷入到炉中与 NOx 进行选择性反应,这个过程不需要催化剂,并在高温区 加入还原剂。还原剂在炉腹的温度为 850-1100℃的区域喷入,尿素(还原剂)迅速 发生热分解,生成 NH3 并且与烟气中的 NOx 进行 SNCR 反应生成 N2 和 H2O。SNCR 烟气脱 硝技术的脱硝效率一般在 30%-40%之间,其反应受锅炉尺寸的影响很大,这种方法大 多会作为低 NOx 燃烧技术的补充处理手段。但是近几年有研究表明,用尿素作为还原 剂时,一部分的 NOx 会转化成 N2O,N2O 作为一种温室气体的同时还会破坏大气平流层 中的臭氧 [10]。
(3)NOx 催化分解法:理论上除去 NOx 最好的方法是直接将 NOx 分解成 N 和 O。到
目前为止,得到广泛研究的催化体系有:金属氧化物、金属离子交换分子筛、贵金属、 钙钛矿型复合氧化物等体系。有些催化剂虽然分解效率高,但由于 NOx 分解后产生的 氧不易从载体上脱除而造成催化剂的中毒,所以这些催化剂并不能长时间工作,故此 方法有待进一步的提高[12]。
(4)吸附法:吸附法是采用活性炭作为吸附剂在移动床中利用 NH3 对烟气中的 SO2 以及 NOx 进行催化还原。日本早在 20 世纪 80 年代已将此方法实现工业化。吸附法 脱硝率能够达到 80%以上。再生过程中的高质量活性炭不断氧化消耗提高了成本,并 且在脱硝过程中的动力损耗也十分巨大。