在介紹臭氧脫硝的原理前,首先要介紹一下臭氧。臭氧(O3)是氧的態存在形式,無色,有臭味,不穩定,具有的強氧化性,可以去除氮氧化物、二氧化硫、氯氟物等,同時可以去污、漂白、除臭等,臭氧的分解化學物質的過程中還原成(O2)或生成水(H2O),不產生二次污染。在自然界中,主要由雷電所產生,它是"天賜的凈化劑"。
由于臭氧的這種凈化特性,采用人工的臭氧發生器使得臭氧在水處理行業廣泛的應用。臭氧在水中對病毒等微生物殺滅率高、,對化合物等污染物質去除效果好而又不產生二次污染,因此飲用水是臭氧應用的主要部門,自來水行業是臭氧的市場。
除了在水處理方面的應用,臭氧還能治理氮氧化物污染,而且是無催化劑,無還原劑,零排放的循環清潔工藝。臭氧脫除氮氧化物已經在FCC(石油化工的催化裂化)受到了廣泛的應用,是具有零吸收劑,零催化劑的清潔工藝。
臭氧的氧化,從下表可知,臭氧的氧化還原電位僅次于氟,比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。此外,臭氧的反應產物是氧氣,所以它是一種清潔的強氧化劑。
臭氧脫硝系統采用臭氧作為脫硝的反應物,把臭氧通過臭氧格柵均勻的注入煙氣中,把不溶性的氮氧化物(NO)轉變成為水溶性氮氧化合物(NO2或N2O3,或N2O5)。臭氧可通過臭氧發生器在現場按煙氣中的氮氧化物濃度來定量生產。
臭氧脫除氮氧化物是一個低溫系統,不需要像SCR和SNCR系統那樣需要較高的溫度窗口。臭氧發生器可以是對生產過程中煙氣中的NOx量做出及時的響應。無論煙氣流量或者氮氧化物含量的波動,臭氧發生系統都可以在線及時響應,在節省能量的同時控制凈煙氣中氮氧化物的排放量。
臭氧脫硝系統對酸性氣體或微粒沒有不良的敏感性,一些微粒甚至可能提高反應,這些微粒會催化氧化反應。通過一系列的反應不溶性NO轉化為了NO2并會形成可溶性N2O5。N2O5是高度可溶性,并與煙氣中的水分發生反應,形成硝酸。
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