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NO2+O3→NO3+O2 (2)

NO3+NO2→N2O5 (3)

NO+O+M→NO2+M (4)

NO2+O→NO3 (5)

2 臭氧同时脱硫脱硝研究概况

臭氧同时脱硫脱硝主要是利用臭氧的强氧化性将 NO 氧化为高价态氮氧化物,然后在洗

涤塔内将氮氧化物和二氧化硫同时吸收转化为溶于水的物质,达到脱除的目的。

浙江大学王智化等对采用臭氧氧化技术同时脱硫脱硝进行了试验研究,结果表明在典型

烟气温度下,臭氧对 NO 的氧化效率可达84%以上,结合尾部湿法洗涤,脱硫率近100%,脱硝

效率也在 O3/NO 摩尔比为0.9时达到86.27%。Young Sun Mok 和 Heon-Ju Lee 将臭氧通入烟

气中对 NO 进行氧化,然后采用 Na2S 和 NaOH 溶液进行吸收,最终将 NOx 转化为 N2,NOx 的

去除率高达 95%,SO2去除率约为100%。Zhihua Wang 等将 O3注入模拟烟气进行脱除 SO2、

NOx 以及 Hg 的研究,然后采用碱吸收塔对烟气进行洗涤,结果表明 NO 和 Hg0的脱除率与 O3

的注入量有关,当 O3加入量为200ppm 时,NO 的脱除效率可达到85%,此工艺对 NO 和 SO2的

脱除率最高可分别达到97%和100%。

此外 Sirpa K.Nelo 等在臭氧氧化的基础上,用 H2O2进行吸收,也得到了较好的结果。

BOC 公司将其专利低温氧化技术(LoTOx)授权给 Belco(贝尔哥)公司,把这种 NOx

控制技术同 Belco 公司的 EDV 湿式洗涤器结合起来应用于石油精炼厂,该系统可以同时脱除

烟气中的 NOx、SO2和颗粒物。

3 臭氧同时脱硫脱硝的主要影响因素

利用臭氧同时脱硫脱硝的影响因素主要有摩尔比、反应温度、反应时间、吸收液性质等,

这些因素对脱硝和脱硫效率都有不同程度的影响。

3.1 摩尔比

摩尔比(O3/NO)是指 O3与 NO 之间摩尔数的比值,它反映了臭氧量相对于一氧化

的高低。NO 的氧化率随 O3/NO 的升高直线上升。目前已有的研究中,在 0.9≤O3/NO<1的

情况下,脱硝率可达到85%以上,有的甚至几乎达到100%。根据式(1)可见,O3与 NO 完全

反应的摩尔比理论值为1,但在实际中,由于其他物质的干扰,可发生一系列其他反应,如

式(2)~(5)

,使得 O3不能100%与 NO 进行反应。

3.2 温度

由于臭氧的生存周期关系到脱硫脱硝效率的高低,所以考察臭氧对温度的敏感性具有重

要意义。王智化等人在对臭氧的热分解特性的研究中得出在150℃的低温条件下,臭氧的分

解率不高,但随着温度增加到250℃甚至更高时,臭氧分解速度明显加快。Zhihua Wang 等

人也得出在25℃时臭氧的分解率只有0.5%,当温度高于 200℃时,分解率显著增加。这些结

果对研究臭氧在烟气中的生存时间及氧化反应时间具有重要意义。

3.3 反应时间

臭氧在烟气中的停留时间只要能够保证氧化反应的完成即可,在 ISHWAR K. PURI 的研

究中,反应时间在1~104s 之间对反应器出口的 NO 摩尔数没有什么影响,而且增加停留时

间并不能增大 NO 的脱除率。这主要是因为关键反应的反应平衡在很短时间内即可达到,不