脱硝新技术介绍

点击数：2688发布：2016-06-30　来源： 四川天宇兴源环保科技有限公司

离子液体净化处理氮氧化物尾气技术介绍

1.1  NOx已成为气相污染的重要因素

近年来，随着经济的快速发展，氮氧化物（NOx）污染物的排放量迅速增加，严重污染了生态环境，已成为制约社会经济发展的重要因素之一。

氮氧化物是生成臭氧的重要前体物之一，也是形成区域细粒子污染和灰霾的重要原因。跟踪监测表明，硝酸根离子在酸雨中所占的比例在上世纪80年代约为1/10，目前已经上升到约占1/3。如不加以控制，氮氧化物的增加可能会显著抵消二氧化硫减排带来的环境效益。

因此，将氮氧化物（包括NO 和NO₂）列为“十二五”期间大气污染物总量控制对象，要求氮氧化物排放量减少10%。

氮氧化物的控制已成为经济可持续发展和环境保护的紧迫要求。

1.2  含NOx尾气分类

含氮氧化物的尾气，按照产生方式的不同可以分为两类，即连续排放尾气和间歇排放尾气。

连续排放尾气，以连续化生产装置（以硝酸、硝酸铵为主）及连续化燃料焚烧（以火力发电厂与窑炉为主）两种产生方式占主导地位。这类尾气又由于产生的源头不同，在浓度上存在很大差异。典型的硝酸厂尾气中NOx浓度5000mg/m³左右，而典型的火力发电厂煤粉炉尾气中NOx浓度约在450~600mg/m³。

间歇排放尾气，由间歇性生产装置和间歇性燃料焚烧产生，其主要特点是非连续化排放和高浓度，其中以催化剂生产装置尾气为典型代表，尾气中NOx含量一般在2~5%（v/v）。

1.3  含NOx尾气处理技术现状

目前，常见的净化处理尾气中NOx的工艺路线按照产物的形态和用途，可以分为回收利用（富集收集NOx或变为硝酸）、氮气化还原（将NOx转变为N₂）、硝酸盐转化（将NOx转变为硝酸盐及亚硝酸盐）几类，并由此衍生出多种技术方案，其中以将NOx转变为N₂的氮气化还原路线为主导方向。

几类工艺的特点见下表。

2  离子液体净化处理技术介绍

离子液体净化处理NOx技术是我公司与中科院成都分院在小试、中试基础上，成功开发出了非碱液相NOx尾气处理技术。

采用本技术处理NOx尾气的是湖南省醴陵市协华科技实业有限公司的催化剂分解工段，尾气中NOx浓度为2.5~5.0%v/v。该套NOx处理系统目前已经正处于建设中，预计在2015年3月投入使用。

我公司的离子液体净化处理NOx技术，采用以尿素为原料之一的离子液体作为基础，利用离子液体+液体催化剂的催化作用，实现了在温和条件下尿素迅速与NOx进行深度氧化还原反应，将NOx转变为N₂，确保了不低于99%的NOx转化效率，处理后尾气中的NOx浓度排放低于国标要求，尾气可以直接排放。

2.1  处理原理

该技术的原理是尿素与NOx发生氧化还原反应，将NOx转变为无害化的N₂。离子液体的催化作用提高了反应速率，促进了反应的深度进行。

2.2  技术特点

（1）适应范围广

该技术适用于目前各类含NOx尾气的净化处理，包括连续性排放尾气和间歇性排放尾气，并适用于含有其他NOx处理技术严格限制组份的含NOx尾气的处理。

（2）技术稳定易操作

该技术成套装置具有优良的伺服性能，可以对含NOx尾气做到即时响应，并且运行稳定，操作简单方便。

（3）处理效率高

该技术具有优良的选择还原性能，处理效果不受尾气中NOx浓度波动、NO所占比例、尾气温度、压力的影响，同时尾气中的水、硫等组份也不影响处理效果，对各类尾气中的NOx的处理效率不低于99%。实际应用的监测结果显示，处理后尾气中NOx浓度小于50×10^-6mg/m³。

（4）无二次污染隐患

尾气中NOx处理后得到的气相产物是N₂，无氨产生，气相产物可以达到有关排放标准直接排入大气。

液相中会因为尾气中含有组份的差异可以有少量硝酸脲产物生成。硝酸脲易结晶，含有硝基和氨基，是优良的复合肥料原料可以回收利用。

液相中无有毒有害及限制性物质生成。

离子液体作为循环母液循环使用，不排放，若客户不再用于NOx尾气处理时，我公司可以提供简易的方法使之无害化或回收。

（5）处理费用低廉

该技术最主要的易耗原料是尿素，相比于其他技术所用原料具有安全、易购、廉价的特点。

整个工艺中无热源要求，仅有尾气输送及离子液体液循环的动力需求。

处理过程运行成本较低。

3  流程图及说明

根据西安向阳航天材料股份有限公司催化剂生产之溶解金属工段所产生的氮氧化物尾气中NO占绝大多数，为此其处理流程与其他间歇性NOx尾气处理存在差异，需提高NOx中NO的氧化度以利于净化处理，针对该工段的NOx尾气处理流程如下图：

     在上图所示流程中，含有NOx的尾气依次进入第一级NO氧化器和第一级净化器，然后是第二级、第三级。在NO氧化器中提到NOx的氧化度。在多级净化器中，NOx与离子液体接触，离子液体所具备的催化作用使得尿素迅速与NOx中的NO₂和NO反应，将其还原为N₂。

经过处理后的尾气中残余的微量NOx浓度远远低于有关排放浓度限制要求，尾气可以直接排入大气。

处理NOx后的离子液体回到离子液体循环槽中，在补加所消耗的尿素和少量活性组份后循环使用。

液相中会有少量硝酸脲产物生成，在离子液体中易结晶析出，可以作为复合肥料原料回收利用。

4  物料消耗

尿素是离子液体净化NOx处理技术中主要消耗物料。

据监测1吨 NOx（以NO₂计）消耗0.88吨尿素。按1吨尿素1500元计算，处理1吨NOx尿素成本为1320元。

催化剂为一次性溶液添加，在使用过程中少量补加即可。

5  主要清单