专刊氨氮及氮氧化物的污染与控制.docx
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专刊氨氮及氮氧化物的污染与控制
氨氮及氮氧化物的污染与控制
制造规划总部安技环保部主编
编制日期:
2010年12月
目
录
背景介绍
在我国“十一五”环保规划中,规定了对废水中COD和废气中SO2的减排目标,2010年已是“十一五”规划的收官之年,现在这两项主要污染物的排放量在下降,但是我国的整体环境质量却还在恶化。
环境保护部副部长张力军指出,仅靠两种污染物的总量控制来改变中国整体的环境质量是不够的,所以,将根据第一次全国污染源普查的成果来适当增加对主要污染物实行总量控制的种类。
这样可以使我国环境质量真正全方位地得到改善。
在这种现状下,“十二五”环保规划中,将要根据第一次全国污染源普查的成果,适当增加主要污染物控制种类,即在减排指标上,将主要污染物由两项扩大到四项,即化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物。
术语和定义
氨氮:
是指水中以游离氨(NH3)或铵离子(NH4+)形式存在的化合氨。
当氨溶于水时,其中一部分氨与水反应生成铵离子,一部分形成水合氨(NH3·H2O),也称非离子氨。
氨氮是总氮在自然水体中的存在形式之一。
氮氧化物(NOx):
种类很多,主要包括氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)等化合物,但主要是NO和NO2,它们是常见的大气污染物。
氨氮的危害及治理
一、氨氮的来源
氨氮主要来源于人和动物的排泄物,人畜粪便中含氮有机物很不稳定,容易分解成氨。
生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5~4.5kg,雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。
另外,氨氮还来自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中。
动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。
高浓度氨氮的工业废水来源较多。
具有高浓度氨氮废水排放问题的工业部门主要有:
炼油、化肥、无机化工、农药、铁合金、玻璃制造、食品和饲料生产等。
此外,养殖场排出的废水和垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液等废水中氨氮的含量也很高。
其中,焦化废水:
200~700mg/l;味精废水:
谷氨酸母液5000~6000mg/l;垃圾渗滤液:
1000~2000mg/l;禽畜养殖废水:
经过厌氧处理后700~800mg/l。
二、氨氮的危害
与COD一样,氨氮也是水体中的主要耗氧污染物。
氨氮中的非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子,对水生生物有较大的毒害,其毒性比铵盐大几十倍,而氨离子相对基本无毒。
国家标准Ⅲ类地面水非离子氨的浓度≤0.02毫克/升。
氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧,使水体发黑发臭。
在氧气充足的情况下,氨氮可被微生物氧化为亚硝酸盐氮,进而分解为硝酸盐氮,亚硝酸盐氮与蛋白质结合生成亚硝胺,具有致癌和致畸作用。
同时氨氮是水体中的营养素,可为藻类生长提供营养源,增加水体富营养化发生的几率。
三、氨氮控制的政策背景
1、环保部总量司司长赵华林曾公开表示,“十一五”期间污染物减排取得了阶段性成果,中国局部地区环境有所改善,但是环境整体恶化的趋势仍在继续。
氨氮和氮氧化物的高排放一定程度上抵消了COD和二氧化硫的减排效果。
我国氨氮排放量远远超出受纳水体的环境容量、污染负荷压力大是造成目前地表水体氨氮超标的最主要原因。
初步测算,2007年氨氮排放总量约相当于环境容量的4倍左右。
未来一段时间,我国经济仍将处于工业化和城市化“双快速”发展阶段,污染物排放增量压力巨大,氨氮排放量大与环境容量相对不足的矛盾仍然难以得到根本缓解。
2、氨氮已成为现阶段影响我国水质的主要污染因子,氨氮污染物排放量大,污染负荷远超出水体环境容量。
氨氮作为主要超标污染物在七大水系中出现频率非常高。
根据《中国环境状况公报》,2003~2005年,全国七大流域高锰酸盐指数超标断面比例分别为30.0%、25.2%、38.7%,氨氮超标断面比例分别为37.8%、31.8%、33.3%,氨氮对水质的影响与高锰酸盐指数基本持平。
而2008年重点流域高锰酸盐指数超过Ⅴ类标准值的断面比例为10.5%和7.3%,氨氮超过Ⅴ类标准值的断面比例为18.9%和22.1%,氨氮已超过COD成为影响地表水水环境质量的首要指标。
氨氮是否纳入污染减排约束性指标,直接影响COD污染减排工作的环境质量绩效。
2007年,全年氨氮排放总量132.4万吨。
其中,工业氨氮排放量34.1万吨。
城镇生活氨氮排放量98.3万吨。
氨氮是长江、黄河、海河和辽河的首要污染物,同时也是珠江和淮河的主要污染物。
2008年重点流域水污染防治专项规划考核结果表明,重点流域氨氮污染严重,海河、辽河、三峡库区及其上游、黄河中上游等流域大部分断面氨氮超标,太湖、巢湖、滇池等流域氨氮达标率也偏低。
2008年全国地表水河流国控断面中氨氮劣Ⅴ类断面占19.2%,全部断面氨氮平均浓度为1.9mg/l,仅达Ⅴ类标准水平。
3、环境保护部副部长张力军在2010年3月10日举行的第十一届全国人大三次会议专题记者会上表示,对于“十二五”污染减排,我们要在污染减排指标领域上进一步延伸和扩展。
根据分析,氨氮将继COD后在“十二五”纳入全国主要水污染物排放约束性控制指标。
氨氮排放总量减排指标拟定为比2010年减少10%。
四、氨氮的控制标准
《污水综合排放标准》
GB8978--1996
一级标准:
15mg/l
二级标准:
25mg/l
三级标准:
――
《污水排入城市下水道水质标准》
CJ3082-1999
无城市污水处理厂
25mg/l
有城市污水处理厂
35mg/l
五、氨氮的技术治理
氨氮排放浓度取决于生产工艺采用的原料性质、流程、水的耗量及水的复用等。
有许多方法都能有效地去除氨。
物化方法
物理方法
膜分离、氨吹脱、反渗透、蒸馏、土壤灌溉
化学方法
离子交换法(沸石脱氨)、沸石脱氨法、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解
生物方法
生化处理中的硝化处理、藻类养殖
物化(或化学)方法+生物方法
上述方法的组合
1、物理方法
1.1膜分离
a.利用膜的选择性进行氨氮脱除的一种方法。
b.有试验采用聚丙烯
运行中需要加碱,加碱量与废水中的氨氮浓度成正比。
c.此法操作简便、不需要药剂、氨氮回收率高、无二次污染。
1.2氨吹脱、汽提法
a.吹脱、汽提法用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质。
即将气体通入水中,使气水相互充分接触,使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面,向气相转移,从而达到脱除污染物的目的。
常用空气或水蒸气作载气,前者称为吹脱,后者称为汽提。
b.在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。
一般认为吹脱效率与温度、PH、气液比有关。
在水温>25℃、气液比控制在3000左右、垃圾渗滤液PH控制在10.5左右,对于氨氮浓度高达2000~4000mg/l的渗滤液,氨氮去除率可以达到90%以上。
在低温时,此法去除效率不高。
为了以较低的代价将PH调节至碱性,一般向废水中投加一定量的氢氧化钙,但容易生成水垢。
同时,为了防止吹脱出来的氨氮造成二次污染,需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。
c.吹脱法一般采用吹脱池(也称曝气池)和吹脱塔两类设备,但吹脱池占地面积大,而且易污染周围环境,所以有毒气体的吹脱都采用塔式设备。
汽提则都在塔式设备中进行。
自然吹脱法依靠水面与空气自然接触而脱除溶解性气体,它运用于溶解气体极度易解吸、水温较高、风速较大、有开阔地段和不产生二次污染的场合。
此类池子兼有贮水作用。
塔式设备中填料吹脱塔主要特征是在塔内装置一定高度的填料层,使具有大表面积的填充塔来达到气、水间充分接触,利于气、水间的传质过程。
常用填料有木格板、纸质蜂窝、拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。
废水被提升到填充塔的塔顶,并分布到填料的整个表面,水通过填料往下流,与气流逆向流动,废水在离开塔前,氨组分被部分汽提,但需保持进水的PH值不变。
空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加、随气水比增加而减少,对要求达到的任何氨去除程度,进口浓度、PH值和塔温度曲线图有一个最小的气水比。
由于氨吹脱、汽提的同时起到了冷却塔的作用,气水比增加将同时降低出口冷水的温度,如果温度低于25℃时,它会降低吹脱效果。
d.空气吹脱法除氨,去除率可达60%-95%,流程简单,处理效果稳定,基建费和运行费较低,可处理高浓度含氨废水。
但气温低时吹脱效率低,填料结垢往往严重干扰运行,且吹脱出的氨对环境产生二次污染。
在大规模的氨吹脱、汽提塔中,生成水垢是一个严重的操作问题。
如果生成软质水垢,可以安装水的喷淋系统;而如果生成硬质水垢,不论用喷淋或刮刀均不能消除此问题。
1.3离子交换法(沸石脱氨法)
天然沸石为一种骨架状的硅铝酸盐,具有离子交换特性,尤其是对氨氮具有特殊的选择性;还具有良好的热稳定性和耐酸性,在高温或强酸条件下,晶格仍可保持稳定。
天然沸石离子交换法处理氨氮废水具有工艺简单、操作方便、投资少等特点。
a.沸石是一种对氨离子有很强选择性的硅铝酸盐,一般作为离子交换树脂用于去除氨氮的为斜发沸石。
此法具有投资省、工艺简单、操作较为方便的优点,但对于高浓度的氨氮废水,会使树脂再生频繁而造成操作困难,且再生液仍为高浓度氨氮废水,需再处理。
常用的离子交换系统有三种类型:
固定床、混合床和移动床。
固定床
在此系统中,溶液的去离子过程为二阶段间歇过程。
溶液通过阳树脂床时阳离子与氢离子交换生成酸溶液,然后此溶液再通过阴树脂床,以去除阴离子。
交换能力将耗尽时,树脂在原位再生,经常采用向下流再生法,此法操作可靠方便,但其化学效率相对较低,容积较大,联系到树脂用量大,有时为了适应连续流的要求,还需要有储备装置,因而投资费用较高。
混合床
混合床系统用一步法来去除溶液中的离子。
溶液流过阳、阴树脂充分混合的混合床。
混合床的再生比两个单生床再生要复杂一些,因为在再生前必须将两种树脂分开。
在水力学上可利用两种树脂的比重差用水力反洗使其分层。
虽然混合床的化学效率较高,但它需要大量的清洗水。
这对节约用水不利,另外将交换离子作为回收产品收集时,回收液稀,其浓缩费用也很高。
移动床
移动床系统通过二阶段过程来去除溶液中的离子。
在这两个过程中,虽然实际上工作流体处理的水是间歇的,而它的效果却是连续的。
首先溶液和阳树脂逆向流动,阳树脂脉动通过容器,新鲜树脂从一端补充,用过的树脂从另一端排出,在此过程中完成离子交换和树脂再生。
然后溶液游向流过一个与上面相似的阴树脂移动床来完成阴离子的交换。
b.利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。
沸石一般用于处理低浓度含氨氮废水或含微量重金属废水。
c.沸石处理效率与氨氮进口浓度、悬浮物(SS)浓度、沸石粒径、离子交换床高度和流量有关。
d.此法必须考虑沸石再生问题。
通常有再生液法和焚烧法。
采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理,运行成本比较高。
2、化学方法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气的一种方法。
折点加氯是利用在水中的氨与氯气反应生成氨气脱氨。
这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,必须附设除余氯设施。
2.1折点氯化法
a.将氯气通入废水中达到某一点,在该点时水中游离氯含量较低,而氨的浓度降为零。
当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。
因此,该点称为折点。
该状态下的氯化称为折点氯化。
b.折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气,需氯量取决于氨氮的浓度,两者重量比为76:
1。
为了保证完全反应,一般氧化1mg氨氮需加9~10mg的氯气。
pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2h。
c.氯化法的处理率达80%~90%,处理效果稳定,不受水温影响,投资较少,折点氯化法的缺点是加氯量大,对于高浓度氨氮废水的处理运行成本很高。
工艺过程中,每氧化1mol的氨氮会产酸4mol,也就是说每氧化1mg/l的碱度(以CaCO3计)来中和产生的酸,从而增加了总溶解固体的含量,副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。
不太适合于处理高浓度氨氮废水。
2.2化学沉淀法
化学沉淀法从世纪年代就开始应用于废水处理,随着对化学沉淀法的不断研究,发现化学沉淀法最好使用。
其基本原理是向废水中投加镁盐和磷酸盐,使之和氨氮生成难溶复盐,再通过重力沉淀使其分离。
这样可以避免往废水中带入其它有害离子,而且还起到了一定程度的中和作用,节约了碱的用量。
a.研究比较多的是“鸟粪石”。
向氮磷污水中投加含Mg2+和PO43-离子的药剂,使污水中的氨氮和磷以鸟粪石(磷酸铵镁,MgNH4P04·6H20)的形式沉淀出来。
在试验研究过程中,首先通过大量试验确定最佳化学沉淀药剂为Na2HP04·12H20和MgS04·7H20,搅拌速度100r/min,反应时间10min。
其次确定pH值、N:
P配比、Mg:
P配比和反应温度为影响反应平衡的主要因素,探讨得出反应的最佳工艺条件为:
pH=9.5,N:
P=1.1,Mg:
P=1.3,并在该最佳工艺条件下进行试验,磷的回收率可达98%,氨氮的回收率可达88%。
b.在化学沉淀法中被沉淀去除,与硝化反硝化法相比,能耗大大节省,反应也不受温度限制,不受有毒物质的干扰,其产物还可用作肥料,可在一定程度上降低处理费用。
因此,沉淀法是一种技术可行、经济合理的方法,很有开发前景。
c.此法要广泛应用于工业废水处理,尚需解决两个问题:
寻找价廉高效的沉淀剂;磷酸铵镁开发作为肥料的价值。
3、生物脱氮法
生物脱氮机理
在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐,再通过缺氧条件下(溶解氧不存在或浓度很低)的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中除去。
因此所有的生物脱氮工艺都包含缺氧段(池)和好氧段(池)。
生物脱氮的反应过程是:
氨化与硝化。
在未经处理的工业废水中,含氮化合物存在的主要形式有:
有机氮:
如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等。
氨态氮(NH3、NH4+),一般以前者为主。
含氮化合物在微生物作用下,相继产生下列反应:
①氨化反应
有机氮化合物,在氨化菌的作用下,分解、转化为氨态氮,这一过程称之为“氨化反应”。
②硝化反应
在硝化菌的作用下,氨态氮进一步分解氧化,就此分两个阶段进行,首先在硝化菌的作用下,使氨(NH4+)转化为亚硝酸氨,反应式为:
NH4++3/2O2→NO2-+H2O+2H+-ΔF(ΔF=278.42KJ)
继之,亚硝酸氨在硝酸菌的作用下,进一步转化为硝酸氨,其反应式为:
NO2-+1/2O2→NO3--ΔF(ΔF=72.27KJ)
硝化反应的总反应式为:
NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+-ΔF(ΔF=351KJ)
③反硝化反应
反硝化反应是指硝酸氮(NO3-N)和亚硝酸氮(NO2-N)在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(N2)的过程。
反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌。
在厌氧菌(缺氧)条件下,以硝酸氮(NO3-N)为电子受体,以有机物(有机碳)为电子供体。
在反硝化过程中,硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动,可能有两种转化途径,一种途径是同化反硝化(合成),最终形成有机氮化合物,成为菌体的组成部分,另一种途径是异化反硝化(分解),最终产物是气态氮。
小结:
虽然有许多方法都能有效地去除氨,但应用于工业废水的处理,必须具有应用方便、处理性能稳定、适应于废水水质及比较经济等优点。
对某一给定废水,选择去除氨氮技术方案主要取决于:
水的性质、处理效果、经济效益、以及处理后出水水质等。
因此,目前氨氮处理实用性较好的技术为:
离子交换法、氨吹脱、汽提法、折点氯化法和生物脱氮法。
实际使用效果表明,如果采用单一处理方法均不能满足氨氮排放标准。
物化法一般作为生物法前段的预处理,达标排放必须采用“物化+生化”组合方法。
氮氧化物的危害及治理
一、氮氧化物的来源
NOx的产生有两种途径:
一是自然产生,二是人为产生。
自然产生来源有闪电、大气中氨的氧化、土壤中微生物的硝化作用和海洋中有机物的分解等,属于自然界的氮循环过程,由于自然选择达到生态平衡,故对大气没有很大的污染。
人为产生的NOx主要有两个来源:
①燃料燃烧过程中产生,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;②各种机动车排放的尾气;③工业生产过程中排放,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。
人为产生的NOx因分布较集中,与人类活动关系密切,所以危害较大。
在有催化剂存在时,如加上合适的气象条件,NO2转变成硝酸的速度加快。
特别是当NO2与SO2同时存在时,可以相互催化,形成硝酸的速度更快。
全世界每年排放到大气的NOx总量达5300万吨,而且还在持续增长。
因此研究治理NOx是全球环保领域的主要内容之一。
二、氮氧化物的危害
1、性质
除N2O5为固体外,其余均为气体,分子式NOx。
其中N2O4是NO2二聚体,常与NO2混合存在构成一种平衡态混合物。
NO和NO2的混合物,又称硝气(硝烟)。
NO是无色、无刺激气味的不活泼气体,可被氧化成NO2。
NO2是棕红色有刺激性臭味的气体。
N2O5为硝酸的酸酐,与水化合形成硝酸。
相对密度:
NO接近空气,N2O、NO2比空气略重。
熔点:
N2O5为30℃,其余均为零下。
均微溶于水,水溶液呈不同程度酸性。
NO、NO2水中分解生成硝酸和氧化氮。
NO2在摄氏300℃以上才有强氧化作用,其余有不同程度氧化性。
特别是N2O5,在-10℃以上分解放出氧气和硝气。
NOx系非可燃性物质,但均能助燃,如N2O、NO2和N2O5遇高温或可燃性物质能引起爆炸。
2、危害
氮氧化物(NOx)对环境和人体危害主要有以下几方面:
①NOx对人体的致毒作用,危害最大的是NO2,主要影响呼吸系统,可引起支气管炎和肺气肿等疾病;
②NOx是形成酸雨、酸雾的主要污染物。
在高温燃烧条件下,NOx主要以NO的形式存在,最初排放的NOx中NO约占95%。
在大气中,NO极易与氧发生反应,生成NOx,故大气中NOx普遍以NOx的形式存在。
空气中的NO和NO2通过光化学反应,相互转化而达到平衡。
在温度较大或有云雾存在时,NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸――硝酸(HNO3);
③NOx与碳氢化合物可形成光化学烟雾;
④NOx参与臭氧层的破坏。
因飞行器在大气平流层中排放NOx而逐渐积累、浓度增大,NOx再与平流层内的O3发生反应生成NO2,NO2与O进一步反应生成NO和O2,从而打破O3平衡,使O3浓度降低,导致O3层的耗损。
三、氮氧化物控制的政策背景
1、卫星监测发现,2006年后我国上空的SO2开始急剧下降,降幅大约20%,但空气中氮氧化物的浓度却在增加,结果酸雨和灰霾现象并没有减轻,一些地区反而变得更加严重。
以江苏为例,某些地区的酸雨发生频率依然较高,由于氮氧化物没有得到有效的控制,酸雨类型从硫酸型向硝酸型转变。
2010年上半年酸雨发生率达到了近4年的最高值。
2、除我国东部地区外,中西部许多地区氮氧化物污染问题并不突出,氮氧化物污染定位于区域性问题。
3、重点地区主要集中在长三角、珠三角、京津冀和成渝等地区;重点行业主要集中在电力热力的生产和供应业、非金属矿物制品业黑色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、石油加工炼焦及核燃料加工业这5个行业,其中,以电力行业为主。
在工业领域治理氮氧化物,主要是在电力行业进行脱销,目前电力排放氮氧化物限制的标准比较低,有待提高。
4、生活源中的机动车也是氮氧化物的重点排放源。
2010年年初公布的《中国第一次全国污染源普查公报》大气中的30%的氮氧化物来自机动车尾气的排放。
拟定中的“十二五”环保规划,推行提高排放标准,减少尾气的排放;提高燃油的品质,降低尾气中氮氧化物的浓度;提高机动车市场准入门槛。
自2011年,严格实施国家第Ⅳ阶段机动车排放标准。
2013年,重型柴油车严格实施国家第Ⅴ阶段机动车排放标准。
“十二五”期间部分重点区域和城市提前实施国家第Ⅴ阶段排放标准。
从2011年起,供应国Ⅲ标准的车用燃油,在京津冀、长三角、珠三角三大重点区域供应国Ⅳ标准的车用燃油,2015年前,供应国Ⅳ标准的车用燃油,重点区域供应国Ⅴ标准车用燃油。
在机动车大气污染问题突出的重点城市,开展机动车保有量总量控制试点。
5、环境保护部副部长张力军在2010年3月10日举行的第十一届全国人大三次会议专题记者会上表示,对于“十二五”污染减排,重点行业和重点地区氮氧化物排放总量比2010年减少10%。
四、氮氧化物的控制标准
《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 1996-12-06实施)
氮
氧
化
物
现有污染源大气污染物排放限值
最高允许排放浓度(mg/m3)
最高允许排放速率(kg/h)
无组织排放监控浓度限值
排气筒(m)
一级
二级
三级
监控点
浓度(mg/m3)
420
40
50
60
70
80
90
100
4.6
7.0
9.9
14
19
24
31
8.9
14
19
27
37
47
61
14
21
29
41
56
72
92
无组织排放源上风向设参照点,下风向设监控点
0.15
(监控点与参照点浓度差值)
新污染源大气污染物排放限值
240
30
40
50
60
70
80
90
100
――
4.4
7.5
12
16
23
31
40
52
6.6
11
18
25
35
47
61
78
周界外浓度最高点
0.12
五、氮氧化物的技术治理
1、催化还原法
利用不同的还原剂,在一定温度和催化剂的作用下将NOx还原为无害的氮气和其它不含氮的组分。
净化过程中,根据还原剂是否与气体中的氧气发生反应分为选择性催化还原法和选择性非催化还原法。
利用贵金属做催化剂时,较多的使用CO和碳氢化合物做还原剂;利用金属氧化物做催化剂时,较多的使用NH3做还原剂。
1.1选择性催化还原法
选择性催化还原法(SCR)是工业上应用最广的一种脱硝技术,可应用于电站锅炉、工业锅炉等。
理想状态下,可使NOx的脱除率达90%以上,但实际上由于氨量的控制误差而造成的二次污染等原因,通常仅达到65%~80%的净化效果。
由于此法效率较高,是目前能找到的最好的可以广泛应用于固定源NOx治理的技术。
此法的原理为:
使用适当的催化剂,在一定条件下,用氨作为催化反应的还原剂,使氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
反应如下:
6NO+4NH3→5N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
SCR技术虽然已实现了工业化,且有一些优点,如反应温度较低,寿命长等。
但也存在明显的缺点,即:
①由于使用了腐蚀性很强的液氨或氨水,对管路设备的要求高,造价昂贵;②由于NH3的计量控制加入量会出现误差,容易造成二次污染;③易泄漏,操作及存储困难,且易于形成(NH4)2SO4;④只适用于固定污染源的净化,难以解决如汽车发动机等移动源产生的NOx脱除问题。
1.2选择性非催化还原法
选择性非催化还原法(SNCR)是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂,在高温(900℃~1100℃)和没有催化剂的情况下,通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应,把NOx还原成N2和H2O。
在选择性非催化还原反应中,部分还原剂将与烟气中的O2发生氧化反应
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- 专刊 氧化物 污染 控制