臭氧脫硝在生產(chǎn)中的應(yīng)用

劉慶和

摘 要：化工生產(chǎn)當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生很多含硝廢料，如果將他直接排放在空氣中會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生非常達(dá)的污染損害，在排泄廢料的時(shí)候都需要對(duì)廢料進(jìn)行脫硝處理。傳統(tǒng)脫硝工藝對(duì)如今中國(guó)環(huán)境保護(hù)與治理?yè)p害太過(guò)嚴(yán)重，是已經(jīng)被淘汰的工業(yè)技術(shù)。但化工業(yè)生產(chǎn)不能停，科學(xué)發(fā)展是第一生產(chǎn)力，國(guó)家想要發(fā)展離不開(kāi)化工業(yè)的發(fā)展，因此尋求更簡(jiǎn)便，對(duì)環(huán)境污染更小的化工脫硝是重中之重。

關(guān)鍵詞：臭氧；臭氧脫銷(xiāo)；臭氧在生產(chǎn)中具體應(yīng)用

含氮氧化物，被排放到空中對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重，它是酸雨的形成原料之一，它能產(chǎn)生危害人體額PM2.5，他能破壞臭氧層，引發(fā)紫外線(xiàn)污染。因此它絕不可以直接排放到空氣當(dāng)中。

臭氧作為強(qiáng)氧化劑之一，它既能將難溶于水的NO氧化成可溶于水的二氧化氮，五氧化二氮等高價(jià)態(tài)氮氧化物，高價(jià)態(tài)氮氧化物即是生產(chǎn)硫酸的主要原料之一，也能在日常生活當(dāng)中作為很多原材料的使用，比如在洗滌塔中的應(yīng)用，采用NA2S與NAOH的混合溶液當(dāng)中加入O3強(qiáng)氧化劑，能將NOx氧化成NO2與N2等能溶于水的氮氧化物與不溶于水的N2，最終在于NAOH堿性物，發(fā)生酸堿中和反應(yīng)最終起到脫銷(xiāo)的作用。

1 臭氧脫硝對(duì)比傳統(tǒng)脫銷(xiāo)的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的脫銷(xiāo)工藝已經(jīng)不符合現(xiàn)代減排要求，畢竟地球是人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境，以前國(guó)家政策是先污染后治理的政策，以前大多用傳統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)脫銷(xiāo)。但今日不同往日，如今節(jié)能減排綠色環(huán)境才更符合如今化工業(yè)的發(fā)展。因此傳統(tǒng)工藝污染大，設(shè)備投資高，占地面積大等缺點(diǎn)已經(jīng)不足以滿(mǎn)足如今的化工業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展。因此開(kāi)發(fā)新型技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，污染損害小顯得尤為重要。

臭氧脫硝多應(yīng)用于：煤炭，焦煤，褐煤等一些公用鍋爐燃料，與燃?xì)?，煤氣等燃料；鉛，鐵礦，銅鋅，玻璃水泥等多種窯爐。以及政府工業(yè)對(duì)化工廢料燃燒處理廢氣的重要用途。其實(shí)這些用途大同小異，具體都是利用O3的強(qiáng)氧化性，將對(duì)環(huán)境有危害作用的NOx氧化成不具危害的氧化物。

臭氧脫銷(xiāo)這一全新工藝，不僅設(shè)備成本低廉，反應(yīng)原理簡(jiǎn)單，還具有十分高效的反應(yīng)程度，脫銷(xiāo)率甚至?xí)哌_(dá)95%。臭氧脫硝的反應(yīng)條件十分方便迅速，他的反應(yīng)時(shí)間只有1.5s-3s，煙氣自身的問(wèn)題就足夠臭氧反應(yīng)的條件。因此用臭氧作為脫硝方法成本只是臭氧生產(chǎn)設(shè)備的功耗與原料。

2 臭氧氧化技術(shù)在工程當(dāng)中的應(yīng)用

美國(guó)BOC公司開(kāi)發(fā)出一種全新的低溫氧化技術(shù)LoTOx，化工企業(yè)只需要將氧氣/臭氧的混合物注入到生器煙道，就能完成將NOx氧化成易溶于水的N2O3與N2O5。N2O3與N2O5都屬于酸性氣體，易溶于水顯酸性，因此只需要在水中加入堿性NAOH便可完成中和反應(yīng)生成相應(yīng)的對(duì)環(huán)境無(wú)污染性的鹽類(lèi)物質(zhì)?；蛘咭部梢酝ㄟ^(guò)洗滌提純等操作生成亞硝酸（HNO3），再進(jìn)一步能合成化工企業(yè)常用到的原料硝酸（H2NO3）。實(shí)現(xiàn)綠色且能源再利用的化學(xué)生產(chǎn)！

采用LoTOx技術(shù)對(duì)脫硝非常高效，普遍脫銷(xiāo)率達(dá)80%-90%，甚至可能會(huì)達(dá)到95%。并且LoTOx還能將未與O3發(fā)生反應(yīng)NOx通過(guò)內(nèi)部洗滌器出去，并不會(huì)存在類(lèi)似SCR未發(fā)生反應(yīng)的NOx排放到大氣當(dāng)中。當(dāng)然脫硝效率與臭氧的濃度有關(guān)，濃度越高氧化性越強(qiáng)，對(duì)脫硝效果更好，脫硝效率也在O3/NO摩爾比為0.9時(shí)達(dá)到86.27%，當(dāng)然在理論上不考慮臭氧成本的條件下，是可以達(dá)到100%去除的。

3 臭氧用于脫硝已成必然的發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于環(huán)境的舒適度要求越來(lái)越挑剔，人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈，環(huán)保要求日益嚴(yán)格。傳統(tǒng)的煙氣脫硝處理已經(jīng)不足以滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)嚴(yán)格的減排標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)脫硝技術(shù)投資大，設(shè)備貴，損耗高，效率低下，反應(yīng)復(fù)雜等一系列缺點(diǎn)。臭氧脫硝卻都完美的避開(kāi)這些缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)可靠，簡(jiǎn)單，高效的脫硝工藝。

臭氧不僅能去除NOx等，高級(jí)氧化物臭氧對(duì)煙氣中其它污染物也有一定的去除能力，畢竟作為強(qiáng)氧化劑，不能與之反應(yīng)的惰性還原劑少之又少。比如金屬汞也會(huì)有一定的去除能力，大氣產(chǎn)生酸雨的另一原材料硫的氧化物，臭氧幾乎能達(dá)到100%的去除。

臭氧反應(yīng)條件易滿(mǎn)足，傳統(tǒng)脫硝工藝反應(yīng)需要控制好一大堆反應(yīng)條件，不僅要嚴(yán)格把控摩爾質(zhì)量的比例，達(dá)到高溫的反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，且反應(yīng)物易吸收液體等缺點(diǎn)。臭氧氧化能在煙霧自身溫度80℃-240℃之間就能完美的反應(yīng)。且反應(yīng)迅速時(shí)間消耗低。

雖然國(guó)外LoTOx的工程技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到工業(yè)化階段，但對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)設(shè)備的費(fèi)用還是太過(guò)高昂，正是因此制約了此技術(shù)的推廣與使用。但隨著臭氧發(fā)生裝置的逐步改進(jìn)與提高，國(guó)家會(huì)大力支持此方面對(duì)設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)，因此臭氧脫硝技術(shù)設(shè)備的費(fèi)用會(huì)逐漸降低，臭氧脫硝技術(shù)必將有著更加廣泛的應(yīng)用前景。

通過(guò)以上四點(diǎn)的分析與研究，臭氧氧化脫硝的效果是傳統(tǒng)SCR不論從效率上，成本上，時(shí)間上，還是損耗上都是不能比擬的，臭氧技術(shù)的產(chǎn)生是脫硝技術(shù)的全新型改革，是加大脫硝技術(shù)效率的重要推動(dòng)。

4 總結(jié)

目前社會(huì)上廣泛使用的還是SCR與SNCR脫硝技術(shù)，但這兩個(gè)技術(shù)存在這同樣的問(wèn)題，價(jià)格昂貴，甚至效率低下SNCR脫銷(xiāo)率只有35%-55%，根本達(dá)不到環(huán)保局的排放標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)候臭氧的作用就體現(xiàn)出來(lái)，高效，簡(jiǎn)便，便宜，是人們夢(mèng)寐以求的化工企業(yè)的生產(chǎn)方式，上文具體從理論上與LoTOx技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)工藝，雖然還未正式的運(yùn)用到化工企業(yè)的實(shí)踐，但臭氧發(fā)展的前景是有目共睹的，讓我們大家一起努力期待一個(gè)更加綠色環(huán)保的明天。

參考文獻(xiàn)：

[1]周洋，李彩婷，俞明娥等.臭氧應(yīng)用于煙氣凈化的研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué)，2015（6）.