臭氧氧化脱硝技术研究进展

2006年，Mok等得到12步臭氧氧化氮氧化物的反应机理，只涉及了其中几个主要反应。2006年，Wang等通过数值模拟得到臭氧与氮氧化物的65步反应机理，但其中并没有涉及有关NO₃的反应，有研究表明NO₃不会稳定存在，然而在NOx氧化过程中是关键的一环。

由于O₃不仅可以氧化NOx，对烟气中其他成分可能也有一定的氧化作用，2007年，Wei等提出了臭氧氧化多种污染物的动力学模型，其中包含O₃与CO、Hg、H₂O、NO、NO₂、O₂、SO₂、H₂S等多种物质的反应过程。

2016年，Wang等通过数值模拟补充了涉及NO₃的相关反应，完善了臭氧氧化NO的反应机理。以上反应机理的提出，基本囊括了臭氧氧化工业烟气涉及的所有反应。

表 1 反应动力学参数

表1列出了O3氧化工业烟气过程中几个主要的基元反应，反应动力学参数取自美国标准研究所NIST数据库，其中反应速率常数为

通过反应动力学参数可以看出，O3氧化NOx反应机理中NO2的生成速率、N2O5的生成速率都大于O3氧化NO2生成NO3的速率，而且O3氧化NO2形成的NO3很容易与NO2结合生成N₂O₅，因此O3氧化NO的最终氧化产物为NO2和N2O5。

O3氧化NO的反应速率远大于O3氧化SO2、CO、HCl和H2O等物质的反应速率，动力学参数反映出O3对复杂烟气组分的氧化可能会表现出一定的选择性。

Sun等通过实验得到臭氧氧化NOx和SO2反应过程如图1所示。

图 1 臭氧氧化NOx和SO₂主要反应机理

LoTOx工艺中反应温度为60～70℃，此温度下无SO₂氧化问题，但是随着工艺条件改变，反应温度升高，O3氧化SO2的反应速率也会相对提高。臭氧氧化SO2不仅增加了O3的消耗，而且氧化产物为SO3，易与烟气中的水分结合生成硫酸雾气溶胶，对设备具有腐蚀性且会在大气中形成细颗粒物(PM2.5)，加重雾霾污染。因此必须明确SO3在O3氧化NOx过程中的形成规律。

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臭氧氧化脱硝技术在烧结烟气中的应用