煤粉工业锅炉臭氧脱硝应用的可行性分析

3.4吸收液性质的影响

臭氧与NO发生反应，将NO转化为高价态氮氧化物，还需要选用吸收液进行吸收。NaOH、Ca(OH)2等碱液是较为常见的吸收液，不同吸收液会产生不同的脱除效果。王智化等[3-4]选用水作为吸收剂，利用气体在水中的溶解度进行实验，实验结果NO的脱除效率达到86.27%，SO2的脱除效率达到100%。也有实验选用NaOH和Na2S溶液做为吸收液，实验结果NO和SO2的脱除效率分别为95%和100%，但此方法的弊端是吸收液消耗量较大[8]。

4吸收液性质的影响

臭氧与NO发生反应，将NO转化为高价态氮氧化物，还需要选用吸收液进行吸收。NaOH、Ca(OH)2等碱液是较为常见的吸收液，不同吸收液会产生不同的脱除效果。王智化等[3-4]选用水作为吸收剂，利用气体在水中的溶解度进行实验，实验结果NO的脱除效率达到86.27%，SO2的脱除效率达到100%。

也有实验选用NaOH和Na2S溶液做为吸收液，实验结果NO和SO2的脱除效率分别为95%和100%，但此方法的弊端是吸收液消耗量较大[8]。4臭氧脱硝技术的工程应用该技术在美国已有工程应用[8]，例如LoTox脱硝技术就是利用臭氧的氧化性，将NOx氧化成易溶于水的高价态氮氧化物N2O3和N2O5，再洗涤形成HNO3。LoTox技术由BOC公司开发，烟气处理流程如图3所示。

该过程主要反应为式(1)～(3)，生成N2O5，以79及式(7)为(N2O5+H2O�仭�2HNO3)。LoTox技术NOx的脱除效果为70%～95%，有较高的NOx脱除率，且在不同的NOx浓度和不同的NO、NO2的比例下也可以保持较高的效率。

此外，该技术也不存在类似SCR技术中臭氧的泄漏问题，因为没有与NOx发生反应的臭氧会在洗涤器内被除去。同时，该技术应用中NOx的脱除既不受SO2和CO的存在干扰，也不影响其他污染物控制技术。BELCO公司将LoTox技术结合自主研发的EDV(electro-dynamicventurei)洗涤设备形成一体化脱硫脱硝系统，用于锅炉等的废气治理。

基本工作流程为NO氧化后生成的高价态氮氧化物N2O5，再通过EDV洗涤器，使N2O5与烟气中的水分发生反应，再与吸收液反应生成盐类排出。反应过程为式(7)，生成HNO3，以及式(8)(HNO3+NaOH→�丯aNO3+H2O)。

实践证明，该系统的NOx脱除效果能满足最严格的污染物排放要求，且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的脱除效果。同时烟尘中的硫化物、颗粒物等的存在也不影响脱除效率，并且没有氨泄漏、堵塞等问题。

5臭氧脱硝技术用于煤粉工业锅炉烟气净化的可行性

5.1煤粉工业锅炉系统

煤粉工业锅炉系统是在国家科技支撑、863等计划支持下，由煤炭科学技术研究院有限公司历时10余年开发的煤炭高效清洁利用技术。由煤粉集中制备、安全储存、精确供粉、浓相燃烧、烟气净化等关键技术系统集成，实现全过程自动控制[9]。该系统具有以下特点:一集中，清洁环保。

煤粉集中制备与供应，既保证煤粉质量的稳定，又取消分散的堆煤场，减少地面污染;二转化，循环经济。完成由传统的人工操作向智能操作的转化，锅炉废渣集中处理利用，构建良好循环经济模式;三不见，环境友好。全过程密闭运行，不见煤、不见烟、不见灰;四节约，节能降耗。节煤30%～50%，节地50%～60%，节省人力40%～50%，节电15%～20%。

5.2煤粉工业锅炉低排放烟气净化技术

相比电站锅炉，煤粉工业锅炉容积小，且布置分散，电站锅炉目前的烟气净化技术投资和运行成本昂贵，所以不能完全照搬。开发低成本、适应煤粉工业锅炉自身特点的烟气净化技术，形成燃烧组织优化与污染物脱除一体化技术系统，是其未来发展的可行之路[10]。

煤粉工业锅炉系统的脱硫目前采用煤炭科学技术研究院有限公司自主研发的高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)技术，该技术的工艺原理是对炉膛内温、温度场及煤粉的快速升温充分利用和挖掘，预先在煤粉中掺混入石灰石协同煤粉中的原生钙质碳酸盐，可实现吸附SO250%以上于燃烧过程中，并通过煅烧，使剩余的石灰石形成活性CaO(炉膛平均温度为800～900℃)富含于系统的活性灰中。

用锅炉与除尘器间的烟道作为反应器，活性灰通过富集、增湿，循环返回反应器，将烟气中剩余的SO2、SO3、HCl、HF等酸性气体继续脱除，同时重金属Hg及As的脱除[11-14]。目前燃烧后的脱硫技术主要有干法脱硫、半干法脱硫及湿法脱硫3类，该技术属于湿法脱硫技术类别，但与所有湿法脱硫工艺相比具有占地面积小、流程简单、运行成本低、耗水量少等特点，是一种经济、实用的创新技术。

主要化学反应有

CaO+H2O→�丆a(OH)2(9)

Ca(OH)2+SO2+0.5O→��2CaSO4+H2O(10)

CaSO4+2H2O→�丆aSO4˙2H2O(11)

高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)技术工艺流程如图4所示。

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