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[转载]湿法脱硝(NO2),氮氧化物

已有 5679 次阅读 2019-8-31 09:49 |系统分类:科普集锦| 湿法, 脱硝, 尿素, 还原吸收法 |文章来源:转载

摘自“任晓莉. 常压湿法治理化学工业中氮氧化物废气的研究[D]. 天津大学, 2006.

液相还原吸收法用液相还原剂将氮氧化物还原为氮气,即湿式分解法。常用的还原剂有Na2S、Na2SO3、Na2S2O4、(NH4)2SO3、CO(NH2)2等。液相还原剂同一氧化氮的反应并不生成氮气,而是生成一氧化二氮,而且反应速度不快,因此液相还原法必须预先将NO氧化为NO2,随着氮氧化物氧化度提高,还原吸收率逐渐增加。由于还原吸收法是将氮氧化物还原为氮气,因此,为了有效的利用氮氧化物,对于高浓度氮氧化物废气一般先采用碱液或稀硝酸吸收,然后再用还原法作为补充净化手段。

在实际中使用最多的是尿素,早在近30年以前,Hydro公司就在其位于挪威波尔斯格伦的硝酸磷肥厂,用尿素溶液脱除常压硝酸装置尾气中的NOx,同时减缓氮氧化物的生成。尿素中的氮一部分转化成硝酸铵,其余的转化成氮气。尿素吸收分解还原法由于属于纯消耗型废气治理方法,吸收完成后的废液经补充尿素溶液后重复使用,不产生污染的废弃水体,不会造成二次污染,避免了传统水洗法、碱吸收法、选择性催化氨还原法等工艺存在的酸性污染水场、副反应多、副产品难于回收等问题,所以比较符合环保的要求,因此尿素在控制NOx排放中的用途不断增加。

在使用尿素吸收液时有三个特点需要注意:(1)尿素是一种强的还原剂,在酸性条件下可以较快的将亚硝酸还原为氮气;(2)尿素吸收氮氧化物的反应过程是放热反应,氮氧化物的浓度越高,温升也越快;(3)温度低有利于吸收;(4)酸性尿素溶液对不锈钢有腐蚀。使用微酸性尿素溶液处理硝酸尾气中NOX的机理如下:NOX溶解于水中生成HNO2,在与尿素反应生成N2、CO2和水,而在酸性介质中又有硝酸铵生成。尿素法在经济上比较优越,但硝酸尾气的氧化度应调整到50%以上,否则反应会非常缓慢,当NO2含量较高时,此法可直接应用。

马伯研、刘霖和曹建军[38]对常压下填料塔酸性尿素溶液还原NOX技术治理含NOX尾气进行了研究,并利用研究结果对武汉某研究所废气排气装置进行了改造;林丰、王军和陈磊[39]研究了采用酸性尿素溶液作吸收液还原吸收处理间歇性、高浓度氮氧化物废气,结果证明废气中氮氧化物的吸收率在95%以上,同时设计了每天5500立方废气治理工艺方案,处理效果稳定达到GB16297-1996大气污染物综合排放一级标准;王树江和杨骥[40]采用尿素吸收法对于NOx间断无规则排放及浓度大幅度变化的CO2混合气体进行了吸收处理,NOx的残存浓度达到了饮料工业所要求的标准[c(NOX)≤3×10-6mol/L],获得了理想的去除NOX的效果;王军和曾庆福[41]等人研究了采用酸性尿素溶液作吸收液还原吸收处理间歇性、高浓度氮氧化物废气的技术,通过正交实验确定了主要的反应工艺条件,在尿素浓度为10%,反应温度为30℃,停留时间5秒,pH值为2的条件下,废气中氮氧化物的吸收率在95%以上;梁开玉和周应林等人[42]介绍了用酸性尿素溶液作吸收剂,吸收硝酸尾气中氮氧化物的净化方法,用正交试验法选择最佳工艺条件,并对其结果进行了极差分析和方差分析;贾瑛和王煊军等人[43]采用理论分析和实验两种方法对酸性尿素水溶液处理导弹氧化剂废水中NOx进行了研究,讨论了NOx的转化率与尿素浓度的关系,该方法快速高效,反应的适宜温度为30℃,用7%的尿素水溶液处理含NO2 9419.8mg/m3的废水,停留时间在10s左右的去除率可达99.5%。

陈福利在专利中[44]提到了用NaOH和Na2S混合溶液处理金刚石生产中的含NOx废气,其实质是在碱性条件下用Na2S还原废气中的氮氧化物。据称这种处理液经河南黄河旋风股份有限公司试用,处理后的废气无明显的气味,无明显的颜色,符合环保对废气排放的要求。




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