探讨NOX对大气的污染及其处理技术的发展趋势

探讨探讨NOX对大气的污染及其处理技术的发展趋势对大气的污染及其处理技术的发展趋势摘要：本文扼要介绍了大气污染的现状，综述了NOx的处理技术及其机理，探讨了NOx处理的生物处理技术，并对各种NOx处理技术的发展前景作了简单的分析。关键词：大气污染;氮氧化物;生物过滤1.大气污染的现状目前大气污染日趋严重，有些大气污染所造成的危害已经没有了国界的限制，形成了全球性大气污染，成为与世界各国都有直接利害关系的问题。全球性大气污染已引起了世界各国的普遍关注.其中CO2，CH4，N2O，CFC是能导致全球气温升高的温室气体，而N2O，CCL4，哈龙以及CFC等对臭氧层起破坏作用[1]。而NO，SOx导致的酸雨问题在我国尤其严重，这主要是由我国的能源结构和大气污染处理技术水平决定的。氮氧化物(NOx)既是严重的空气污染物，又是诱发光化学烟雾和酸雨的主要原因之一。全球每年排入大气的NOx总量达3000万t，而且还在持续增长。因此，对NOx的治理研究已成为国际上环境保护领域的研究热点之一。2.氮氧化物的来源2.1氮氧化物的来源化石燃料燃烧产生的NOx烟气(其中95%以NO形式排放)是最主要的排放源，占人类排放总量的90%[2]。2.1.1火力发电厂、钢铁厂、炼焦厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量氮氧化物。2.1.2化工厂、石油炼制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成品的过程中，都会有一定量的氮氧化物产生。2.1.3农业生产氮肥在施用后，可直接从土壤表面挥发成气体进入全球性大气;而以有机氮或无机氮进入土壤内的氮肥，在土壤微生物作用下可转化为氮氧化物进入全球性大气，从而增加了全球性大气中氮氧化物的含量。3.烟气脱氮技术3.1选择性催化还原法(SCR法)此法的原理为：使用适当的催化剂，在一定温度下以氨作为催化反应的还原剂，使氮氧化物转化成无害的氮气和水蒸汽。反应式如下：4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O8NH3+6NO2=7N2+2H2O催化剂不同，反应所需温度也不一样。以二氧化钛为载体的钯、铂催化剂，所需的反应温度为300～400℃，而以焦炭为催化剂，反应温度为100～150℃。此法具有净化率高(可达85%以上)，工艺设备紧凑，运行可靠，氮气放空，无二次污染等特点，但此法存在投资与运行费用(投资费用80美元/kW)较高，消耗氨液，氮氧化物不能回收等不足之处。若在联合SCR/VOC(易挥发的有机化合物)催化系统中，气流将首先通过一种氧化催化剂将VOC转化成CO2和H2O。该法NOx脱除率可达99.0%。3.2非催化选择性还原性(SNCR法)该法原理同SCR法，由于没有催化剂的帮助，反应所需温度较高，为900～1200℃。反应式为4NH3十6NO→5N2十6H2O由于反应温度高，此法要控制好反应温度，以免氨被氧化成氮氧化物。此法的净化率为50%～60%，其特点是不需催化剂，旧设备改造少，投资较SCR法小(投资费用15美元/kW)。但氨液消耗量较SCR法多。近来研究用尿素代替NH3作为还原剂，使得操作系统更加安全可靠，而不必担心因NH3的泄漏造成新污染。3.3催化助热燃烧技术催化助热燃烧技术是采用催化剂使燃烧火焰温度从l800～2000℃降低到1500℃左右，从而显著地阻止了NOx的生成。这是针对含氮少的气体燃烧的燃烧法，可有效降低NOx的排放。3.4臭氧氧化吸收法采用O3使NO氧化，然后用水溶液吸即NO+O3→NO2+O22NO+O3→N2O5N2O5+H2O→2HNO3生成物HNO3经浓缩而得到浓度为60%。实践证明，该法不会将其它污染物带入反应系统中，而且采用水作吸收剂比较便宜。但是，臭氧要用高电压制取，故耗电量大，费用大。3.5烟气脱硫脱氮一体化技术[3]3.5.1电子束照射法(ER法)该法的原理是在烟气进入反应器之前先加入氨气，然后在反应器中用电子加速器产生电子束照射烟气，使水蒸气、氧等分子激发产生高能自由激，这些自由激使烟气中的SO2和NOx很快氧化，产生硫酸和硝酸，再和氨气反应形成硫酸铵和硝酸铵化肥。该流程工艺的特点是：能同时脱硫脱硝，脱硫效率高(90%以上)，脱硝率80%以上，不产生废水和废渣，副产品可以做化肥使用，系统操作方便简单，过程易于控制，运行可靠，无堵塞、腐蚀和泄漏等问题，对负荷的变化适应性强，处理后烟气无需加热可直接排放，占地面积小(约为常规方法的1/2～1/3)，投资和运行费用低，实际运行中，燃煤含硫量在0.8%～3.5%之间变化时，脱硫率在80%以上脱硝率在20%以上。电子束辐射法已在我国六大脱硫示范工程之一的成都发电厂脱硫脱硝工程中得到应用。3.5.2吸附剂吸收技术采用浸渍了碳酸钠的γ-Al