臭氧脱硝在生产中的应用

刘庆和

摘 要：化工生产当中会产生很多含硝废料，如果将他直接排放在空气中会对环境产生非常达的污染损害，在排泄废料的时候都需要对废料进行脱硝处理。传统脱硝工艺对如今中国环境保护与治理损害太过严重，是已经被淘汰的工业技术。但化工业生产不能停，科学发展是第一生产力，国家想要发展离不开化工业的发展，因此寻求更简便，对环境污染更小的化工脱硝是重中之重。

关键词：臭氧；臭氧脱销；臭氧在生产中具体应用

含氮氧化物，被排放到空中对环境污染非常严重，它是酸雨的形成原料之一，它能产生危害人体额PM2.5，他能破坏臭氧层，引发紫外线污染。因此它绝不可以直接排放到空气当中。

臭氧作为强氧化剂之一，它既能将难溶于水的NO氧化成可溶于水的二氧化氮，五氧化二氮等高价态氮氧化物，高价态氮氧化物即是生产硫酸的主要原料之一，也能在日常生活当中作为很多原材料的使用，比如在洗涤塔中的应用，采用NA2S与NAOH的混合溶液当中加入O3强氧化剂，能将NOx氧化成NO2与N2等能溶于水的氮氧化物与不溶于水的N2，最终在于NAOH碱性物，发生酸碱中和反应最终起到脱销的作用。

1 臭氧脱硝对比传统脱销的优势

传统的脱销工艺已经不符合现代减排要求，毕竟地球是人类赖以生存的环境，以前国家政策是先污染后治理的政策，以前大多用传统工艺实现脱销。但今日不同往日，如今节能减排绿色环境才更符合如今化工业的发展。因此传统工艺污染大，设备投资高，占地面积大等缺点已经不足以满足如今的化工业的生产与发展。因此开发新型技术，工艺简单，污染损害小显得尤为重要。

臭氧脱硝多应用于：煤炭，焦煤，褐煤等一些公用锅炉燃料，与燃气，煤气等燃料；铅，铁矿，铜锌，玻璃水泥等多种窑炉。以及政府工业对化工废料燃烧处理废气的重要用途。其实这些用途大同小异，具体都是利用O3的强氧化性，将对环境有危害作用的NOx氧化成不具危害的氧化物。

臭氧脱销这一全新工艺，不仅设备成本低廉，反应原理简单，还具有十分高效的反应程度，脱销率甚至会高达95%。臭氧脱硝的反应条件十分方便迅速，他的反应时间只有1.5s-3s，烟气自身的问题就足够臭氧反应的条件。因此用臭氧作为脱硝方法成本只是臭氧生产设备的功耗与原料。

2 臭氧氧化技术在工程当中的应用

美国BOC公司开发出一种全新的低温氧化技术LoTOx，化工企业只需要将氧气/臭氧的混合物注入到生器烟道，就能完成将NOx氧化成易溶于水的N2O3与N2O5。N2O3与N2O5都属于酸性气体，易溶于水显酸性，因此只需要在水中加入碱性NAOH便可完成中和反应生成相应的对环境无污染性的盐类物质。或者也可以通过洗涤提纯等操作生成亚硝酸（HNO3），再进一步能合成化工企业常用到的原料硝酸（H2NO3）。实现绿色且能源再利用的化学生产！

采用LoTOx技术对脱硝非常高效，普遍脱销率达80%-90%，甚至可能会达到95%。并且LoTOx還能将未与O3发生反应NOx通过内部洗涤器出去，并不会存在类似SCR未发生反应的NOx排放到大气当中。当然脱硝效率与臭氧的浓度有关，浓度越高氧化性越强，对脱硝效果更好，脱硝效率也在O3/NO摩尔比为0.9时达到86.27%，当然在理论上不考虑臭氧成本的条件下，是可以达到100%去除的。

3 臭氧用于脱硝已成必然的发展趋势

随着社会的发展，人们对于环境的舒适度要求越来越挑剔，人们对环境的保护意识越来越强烈，环保要求日益严格。传统的烟气脱硝处理已经不足以满足现代生产严格的减排标准。传统脱硝技术投资大，设备贵，损耗高，效率低下，反应复杂等一系列缺点。臭氧脱硝却都完美的避开这些缺点，实现可靠，简单，高效的脱硝工艺。

臭氧不仅能去除NOx等，高级氧化物臭氧对烟气中其它污染物也有一定的去除能力，毕竟作为强氧化剂，不能与之反应的惰性还原剂少之又少。比如金属汞也会有一定的去除能力，大气产生酸雨的另一原材料硫的氧化物，臭氧几乎能达到100%的去除。

臭氧反应条件易满足，传统脱硝工艺反应需要控制好一大堆反应条件，不仅要严格把控摩尔质量的比例，达到高温的反应温度，反应时间长，且反应物易吸收液体等缺点。臭氧氧化能在烟雾自身温度80℃-240℃之间就能完美的反应。且反应迅速时间消耗低。

虽然国外LoTOx的工程技术已经进入到工业化阶段，但对于国内来说设备的费用还是太过高昂，正是因此制约了此技术的推广与使用。但随着臭氧发生装置的逐步改进与提高，国家会大力支持此方面对设备的研究开发，因此臭氧脱硝技术设备的费用会逐渐降低，臭氧脱硝技术必将有着更加广泛的应用前景。

通过以上四点的分析与研究，臭氧氧化脱硝的效果是传统SCR不论从效率上，成本上，时间上，还是损耗上都是不能比拟的，臭氧技术的产生是脱硝技术的全新型改革，是加大脱硝技术效率的重要推动。

4 总结

目前社会上广泛使用的还是SCR与SNCR脱硝技术，但这两个技术存在这同样的问题，价格昂贵，甚至效率低下SNCR脱销率只有35%-55%，根本达不到环保局的排放标准。这时候臭氧的作用就体现出来，高效，简便，便宜，是人们梦寐以求的化工企业的生产方式，上文具体从理论上与LoTOx技术对比传统工艺，虽然还未正式的运用到化工企业的实践，但臭氧发展的前景是有目共睹的，让我们大家一起努力期待一个更加绿色环保的明天。

参考文献：

[1]周洋，李彩婷，俞明娥等.臭氧应用于烟气净化的研究进展[J].环境化学，2015（6）.