有关含氮氧化物废气处理技术应用

赵博 周伟

摘要：当前，中国对环境污染治理和节能减排工作非常的重视，为了减少含氮氧化物废气对环境的影响程度，必须重视对含氮氧化物废气的处理技术。我国的烟气脱硝技术起步较晚，发展水平比较低、工业应用范围较小，还有好多技术方面的问题亟需优化、改善。本文主要对有关含氮氧化物废气处理技术应用进行研究与探讨。

关键词：含氮氧化物；废气处理；技术应用

引言

含氮氧化物废气是一种对人类和自然环境危害比较大的气体，在当前的技术条件下可以采取一系列的技术方法对其进行处理，从而减弱其危害特性。

1含氮氧化物废气简介

含氮氧化物是最主要的大气污染源之一。我国正处在工业高速发展阶段，含氮氧化物排放总量呈逐年快速增长趋势，由此衍生了一系列大气污染问题。氮氧化物指的是包含氮元素和氧元素一系列化合物，例如：N2O3、NO2、N2O4、NO等，为了将其进行统一表示，采用分子式NOx进行表达。NOx废气对人体和自然环境有众多的危害，例如：氮氧化物对人体的呼吸系统有较强的刺激作用，可以造成呼吸道损伤以及呼吸系统癌症；氮氧化物在太阳光线的催化作用下可以发生一系列的光化学反应，产生诸如光化学烟雾的大气污染。以氮氧化物废气为污染源的环境问题有逐年发展的趋势，已经引起了人们的广泛关注。氮氧化物废气的主要来源分为天然形成、工业污染、生活污染以及交通污染，其中工业污染和交通污染产生的含氮氧化物废气规模最为庞大。

2含氮氧化物废气处理工艺

2.1湿式洗涤吸收法

吸收法是在溶液环境下，利用酸、碱、盐等吸收废气中的NO，达到降低NO大气排放量的方法。吸收法的流程：含NO废气经喷淋塔或吸附槽处理达标后，通过排气筒排到大气中。该工艺吸收剂类型繁多、供给渠道宽、适用范围广，因此在工业上得到较为广泛的运用。

2.2液体吸收法

液体吸收法主要分为NaOH溶液吸收法、水—硫酸亚铁两段吸收法、液相还原吸收法、络合吸收法等，这几种方法各有不同的技术特点，在工业應用中也有不同的使用范围。液体吸收法要先将含氮氧化物废气进行分离，然后对不通气体进行吸收，在工业生产中吸收操作一般在吸收塔中进行，影响吸收效率的两个主要因素是吸收液的选择以及吸收塔反应条件。采用碱液进行吸收主要针对的是硝化反应产生的废气、硝酸处理过程产生的废气以及硝酸处理金属制品过程中产生的废气；水—硫酸亚铁两段吸收法先利用水进行吸收，但是由于水吸收NO的效率比较低，所以再采用FeSO4溶液进行吸收。湿法脱除氮氧化物的技术工艺相对于其他的方法而言具有设备操作简单、经济成本较小的特点，还能产生一定的经济效益，所以适合工业应用，但是缺点是净化的效果比较差，净化后的废液容易产生二次污染的问题。

2.3固体吸附法

采用固体吸附法对含氮氧化物废气进行处理的效果相对较好，污染消除比较彻底，操作设备简单，但是其缺点也非常的明显，比如，设备的体积非常庞大，需要剂量非常大的吸附剂，再生处理过程中的费用相对较高，当含氮氧化物废气的浓度比较高时使用的局限比较大等。一般采用的固体吸附剂有活性炭、硅胶、不同的分子筛。其基本原理是利用固体吸附剂对NOx的吸附能力在压力或者温度变化时的基本规律，通过周期性或者规律性的控制吸附压力与吸附温度，使其通过一系列的吸附、分离过程来达到对NOx进行净化的目的。以分子筛吸附法为例，利用氢型丝光沸石有对NOx较强吸附能力的特点，在给定的反应条件下，使废气中的NO经过氧化过程后加以吸附，这种方法在国外的一些工业装置中已经有所使用。

2.4催化还原法

催化还原法是利用不同种类的催化剂将含氮氧化物废气还原为没有危害性的N2，主要分为选择性催化还原法和非选择性催化还原法，非选择性的催化还原法在开始应用时重要采用铂族金属作为催化剂，在一定的温度条件下，将含氮氧化物废气还原成氮气。在还原反应中，既需要利用催化剂来设定反应条件，也需要利用还原剂使氮氧化物和氧气都进行反应，没有选择性，这是这种方法与选择性催化还原反应的主要区别。此外非选择催化还原方法对温度条件要求比较高，温度过高或者过低对催化剂载体和催化剂反应活性都会产生一定的影响，所以这种方法的限制条件较多，应用范围相对较小。选择性催化还原反应（SCR）采用的还原剂主要有NH3、H2S、CO等，在还原反应中也需要考虑温度对催化剂的影响，不同温度下选用的催化剂种类不同。SCR法具有处理效率高、运行安全、可靠的特点，在工业生产中的应用范围最广。

2.5生化法

利用生化法对氮氧化物进行处理主要是利用微生物在生化反应中的重要作用，将氮氧化物转化为污染较小的氮气和其他物质。其优点是处理流程短、经济成本低、管理相对简单等，在降低氮氧化物处理的二次污染方面具有广阔的应用前景。基本过程是：首先，气态的氮氧化物通过溶解作用或者吸附作用转化成液相存在，例如：NO2通过形成NO2-等离子根在水中溶解。然后借助于微生物参与的化学代谢活动，在外加碳源的条件下，将液相存在的氮氧化物通过吸收、氧化、还原、分解等作用使一部分N元素转化成微生物维持自身生命活动所需要的物质，或者生成新的细胞，将另一部分的N元素转化成污染程度较小的N2或者NO3-等离子，同时释放一定的能量。在这种生化反应处理过程中，微生物的存在形态分为悬浮生长或者附着生长系统两种，悬浮生长系统主要采用生物洗涤器的形式；附着生长系统主要是采用生物滤床的形式。两者各有特点与优势。

3含氮氧化物废气处理技术的发展趋势

当前，选择催化还原法和非选择催化还原法无论是在研究还是在应用方面都已经非常的成熟，其未来的发展趋势主要是寻找新型的催化剂以及还原剂，不断整合、优化催化还原的技术方法和工艺流程。液体吸收法和固体吸附法具有技术条件简单和费用相对较低的优点，其未来的发展趋势主要是研究如何解决二次污染的问题，通过工艺技术优化来取得良好的生产和环境效益。微生物法无论是在工艺、技术、设备、费用方面都具有非常好的技术优势，但是工业化应用的条件尚不具备，存在很大的局限性，未来的主要研究趋势是强化氮氧化物从气相到液相的传质方法、优化微生物参与生化反应的技术流程。

4结语

只有不断提高烟气脱硝技术的经济适用性、技术可靠性、安全稳定性才能使烟气脱硝技术逐渐走向成熟，才能使其在含氮氧化物废气处理中的作用更加显著。处理后含氮氧化物废气中NO该技术具有设备简单、操作简便、净化效率高、经济效益显著等优点，为企业环保、可续性发展提供了技术保障。

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