臭氧氧化脱硝技术研究进展

目前关于臭氧氧化NOx过程中对SO2影响的研究较少，Zhang等和Guo等认为在80～100℃时，SO2氧化率特别小，反应温度达到150℃时，SO2氧化率在5%左右。实验采用Optima7烟气分析仪作为检测仪器，该仪器只能检测SO2，但无法检测SO3，导致检测结果存在缺陷。

Sun等用红外光谱进行检测，实验结果如图2所示，在实验温度为80℃时，对比了不同O3/SO2摩尔比条件下SO2红外峰面积的变化量，发现SO2的红外峰面积基本没变化，他们认为SO2氧化率很小，产生的SO3也很少。

但他们并没有得到具体SO2的氧化率数值，认为SO2基本不会被氧化，也没有实验数据证明SO3的生成量。分析实验过程发现目前的研究中均是通过检测SO2的减少量来判断SO2氧化率，而没有直接检测到SO3生成量。从以上实验结论可以看出，关于臭氧氧化NOx过程中SO2氧化率的研究尚不成熟，需要对此问题进行深入研究。

2、氧化产物组成的影响因素

O3与NO的反应过程较为复杂，氧化程度及氧化产物组成与反应条件密切相关。由于不同价态NOx物理化学性质的差异，溶液更容易吸收高价态NOx。因此，为了实现吸收效率可调节，需要研究工艺参数对氧化产物组成的影响，其影响因素主要有：O3/NO摩尔比、反应温度、停留时间等。

2.1 O₃/NO摩尔比

Sun等通过红外检测反应温度为80℃时，不同O3/NO摩尔比条件下的氧化产物，发现当O3/NO摩尔比<1时，NO的氧化产物为NO2，且NO氧化效率随着O3/NO摩尔比的增大而增大，当O3/NO摩尔比=1时，NO基本全部氧化为NO2，当O3/NO摩尔比>1时，部分NO2被氧化为NO3，NO3与NO2反应生成N2O5，但是由于N2O5性质不稳定，其生成和分解受到诸多因素影响。代绍凯等、Li等和Lin等的实验结果均符合上述结论。Wang等通过动力学模拟得到相同的结论，模拟结果如图3所示，NO在不同浓度时，均符合上述结论。

2.2反应温度

臭氧的热分解特性表明，反应温度过高会明显造成臭氧分解，为减少臭氧自身损耗，合理的反应温度为低于200℃时。在这个温度区间内，需要综合考虑氧化反应速率和氧化产物的分解程度。反应温度升高NO2和N2O5生成速率会加快，缩短了平衡时间。

O3与NO反应生成NO2速率很快，而且NO2性质稳定通常不会分解，因此反应温度对NO2的生成影响不大。但N2O5却受热易分解，需要控制反应温度。Wang等在O3/NO摩尔比为1.75，停留时间为5s的条件下模拟了温度对N2O5生成与分解的影响，发现温度超过110℃时N2O5就会明显分解，180℃时N2O5基本分解完全。

Lin等在O3/NO摩尔比为2，停留时间为5s的条件下进行氧化实验，发现反应温度低于60℃时反应速率较慢，温度区间为60～80℃时N2O5生成量较多，超过80℃后N2O5开始发生分解，150℃时基本分解完全。

Sun等实验结果如图4所示，O3/NO摩尔比为1.5时，发现N2O5在温度超过120℃时开始明显分解，分解产物为NO2，180℃时N2O5和O3的红外峰消失，N2O5分解完全。

Stamate等在研究反应温度的影响中考虑了水的作用，当反应体系中引入水之后，同一反应条件下N2O5的最佳生成温度由80℃提高到了100℃，转化率由73.8%提高到85%。实验证明水的存在促进了NO2向N2O5的转化，他们认为造成这种现象的原因是水滴对N2O5的捕集作用。

基于以上实验，可以发现80～100℃是形成N2O5的最佳反应温度区间，反应温度低于80℃时氧化反应速率较慢，反应温度超过150℃时O3和N2O5会发生分解。为了定向调控氧化产物，需要合理地控制氧化反应温度。

延伸阅读：

臭氧脱硝的介绍

臭氧氧化脱硝技术在烧结烟气中的应用