含氨废气污染治理技术现状及展望

巫毅飞，叶凯，张跃，赵亚飞，谢庆亮

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

氨在常温常压下极易溶于水，环境空气中的水分在分别吸收了空气中的二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）后形成亚硫酸、亚硝酸，进而与氨相互作用，生成硫酸铵、硝酸铵，最终以PM2.5的形态作用于环境空气中[1]。据统计，我国氨排放量约为1000 万t/a，工业、养殖业、农业氨排放占比分别约为20%、50%、30%，其中工业与养殖业均可实现有组织氨排放收集管理。本文通过对有组织氨排放源进行梳理，对其发生机制进行简明阐述，对含氨废气治理技术进行分析，以期为含氨废气治理技术的研究和应用提供参考。

1 氨排放源及发生机制

1.1 脱硝治理环节

2017 年全国NOx排放量约为1785 万t，随着钢铁、水泥、焦化行业实施超低排放标准，脱硝技术的应用也变得更加广泛。在脱硝过程中，由于化学反应发生的不完全、流场不均导致的局部氨浓度过高、催化剂中毒，都会直接导致氨排放污染问题。随着超低排放标准的实施，NOx排放浓度将进一步下降，氨用量的加大可能导致氨污染加剧。

1.2 化工行业

我国2022 年合成氨产能达6760 万t，合成氨厂内众多环节均会出现NH3污染问题[2]。2022 年尿素产能为6554 万t。尿素制备中NH3与CO2（摩尔比2.8—4.5）在合成塔13.8—24.6MPa、180℃—200℃的条件下反应得到氨基甲酸铵，在该生产过程中同样会出现NH3污染问题。

1.3 其他行业

半导体行业中GaN 制备采用金属有机物气相沉积法，三甲基镓和氨分别是镓源和氮源。2022 年，国内MOCVD 设备保有量约为2500 台，氨用量超过3 万t，其中70%—80%随尾气排出[3]。养殖畜牧业氨排放量可达500 万t/a 左右，动物体内的氨基酸降解转化形成尿素，尿素伴随着大量动物粪便的堆积发酵产生氨。

2 含氨废气治理技术

2.1 低温等离子技术

等离子体是由气体电离产生的非凝聚态电中性的带电离子态。王丽[4]等人研究表明，反应温度为410℃时，等离子体协同Fe 基合成氨催化剂的氨降解效率达99%。张秀之[5]等人在聚落化猪场进行具体的等离子脱氨实验，低温等离子处理效率最高可达70.03%，采用低锰系催化剂协同处理，除氨效率可额外提升4.64%。

2.2 氨选择性催化氧化（NH3-SCO）

氨选择性催化氧化技术是指在催化剂的作用下，氨可直接分解为氮气和水。NH3-SCO 技术中催化剂主要有贵金属、过渡金属等[6]。目前对于氨催化氧化催化剂的研究主要围绕载体效应、元素/氧化物掺杂、复合改性、制备工艺优化等几个方面。

2.3 其他技术

气态膜氨分离技术是将含氨废气收集后，通过中空纤维膜渗透到另一侧，实现氨气的富集浓缩及纯化过程，纯化后的氨气采用纯水进行吸收，制备得到15%浓度的氨水。该种厌氧菌无须有机碳源进行培养，避免了大量温室气体的产生，但菌株的生长环境要求较为苛刻，容易受酸碱度、溶解氧含量、温度等因素影响[7]。

3 总结与展望

本文通过对不同行业领域中典型的氨污染排放环境的梳理发现，氨污染涉及各个行业，这将推动含氨废气治理技术如低温等离子、氨选择性氧化、膜分离、生物法等得到广泛研究。随着我国对PM2.5形成机理研究的深入，人们逐渐认识到氨排放在PM2.5形成中起到的作用。各行业的氨治理技术将持续深入研究，以积极应对未来可能到来的含氨废气治理阶段。