脱硝剂原理成分和作用

现在在很多工业生产中，都用到了脱硝剂，很多人还不知道它是什么东西，是干什么用的。今天脱硝喷枪厂家就给大家解释一下：

脱硝剂的主要成分是CaCO3(石灰石),脱硝剂就是脱硝所用的物质，像干法脱硝中有一种石灰石石膏法，石灰石与烟气中的二氧化硝、三氧化硝与石灰石反应生成了石膏，把硝元素转化为固态，避免了酸雨的危害，其中石灰石就是脱硝剂。

作用：CaCO3（石灰石）作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用,脱硫的反应产物又可作为NO2的还原剂,湿法烟气脱硝剂的脱硝率可达95%,且可同时脱硫.

通常使用的脱硝剂还有氧化铁脱硝剂，是一种固体脱硝剂，有无氧气存在均可脱硝。其原理是将废气中的含硝化合物化学吸附到脱硝剂的小孔中，改变其化学组成从而净化气体。　　液态脱硝剂，因质子传递H2S与MDEA（N-甲基二乙醇胺）进行的反应几平是受气膜控制的瞬时化学反应。N-甲基二乙醇胺广泛应用于油田气和煤气的脱硝净化乳化剂和酸性气体吸收剂、酸碱控制剂、聚氨酯泡沫催化剂。

烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物（NOX）等有害物质是造成大气污染、酸雨、温室效应等环境问题的主要根源,如何有效去除烟气中的SO2和NOX引起世界各国研究者的重视.当今世界上应用得最广泛的脱硫技术是烟气脱硫工艺（FGD）,其中湿法FGD具有很高的脱硫效率,但难以用来脱硝.这是因为烟气中NOX的主要成分是NO,约占总量的90%以上,它是一种无色、无臭、不活泼的气体,除了生成络合物以外,无论在水中或碱液中都几乎不被吸收.

因为湿法脱硫在当前FGD市场中占有相当大的比重,所以对该方法作相应的改进以用于同时脱硫脱硝将会有很大的发展前景.为了有效地吸收NOX,需要将烟气中的NO氧化到NO2/NO=1～1.3.在低浓度下,NO的氧化速度是非常缓慢的.因此NO的氧化速度成为吸收法脱除NOX总速度的决定因素.为了加速NO的氧化,可以采用氧化剂直接氧化.

NO可以被湿法烟气脱硝剂等气相氧化剂氧化,但是这些氧化剂不但价钱十分昂贵,而且作为气体在设备运行中也非常危险.因此近年来,在液相中添加化学试剂的方法被广泛尝试.其中,湿法烟气脱硝剂被证明是最有效的.湿法烟气脱硝剂氧化还原法,用湿法烟气脱硝剂将NO氧化成NO2,然后用水溶液将NO2还原成N2,该法可以采用CaCO3（石灰石）作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用,脱硫的反应产物又可作为NO2的还原剂,湿法烟气脱硝剂的脱硝率可达95%,且可同时脱硫.

早在20 世纪70年代末,国外烟气脱硝机构就研究了湿法烟气脱硝剂溶液对NOX的吸收.到了90年代他们使用的是平板式气液界面的半分批搅拌容器.使用填充柱和搅动槽也进行了类似的实验研究,并且在这个基础上,分别尝试用喷淋塔和鼓泡柱进行同时脱硫脱硝的研究.脱硝方法分为干法脱硝和湿法脱硝两种方式,干法脱硝效率在80%左右,投入大,占地面积大,成本高,运行费用高；湿法脱硝,投入小,占地面积小,成本低,运行费用低,并且能与现有的脱硫技术进行有机结合实现脱硝,具有操作简单,使用方便.

一、湿法烟气脱硝剂溶液脱硝的反应机理

湿法烟气脱硝剂具有吸水性,溶于水,有很强的氧化性.湿法烟气脱硝剂溶液湿法脱除NOX的反应比较复杂,许多学者在进行这方面的研究后,对反应机理有了一定的了解.这是一个气膜控制的吸收氧化反应,NOX主要通过N2O3和N2O4的水解而被吸收,NO可以在水溶液中被湿法烟气脱硝剂定量地氧化.在这一反应过程中,NO被氧化成NO3-,反应式如下,

NO2溶于水生成硝酸和NO

3NO2+H2O=2HNO3+NO

当氧气足够时：

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

NO虽然溶于水,但不能生成氮的含氧酸,在0℃时,一体积水可溶解0.07体积的NO,NO难溶于水成为脱硝的难点,但在湿法烟气脱硝剂中,有足够的水水使NO溶于水中.有关研究表明当水溶液中硝酸含量>12%时,NO的溶解度比在纯水中大100倍,即一体积水能溶解7体积的NO,烟气开始溶于水中时水是纯净的,首先是NO2溶于水生成HNO3,如果NO2在水中不被还原,按照湿法烟气脱硝剂在水中的烟水比例计算,2小时44分钟后,水溶液中硝酸的含量为12%左右,因此可以说NO溶于水是不成问题的.

二、湿法烟气脱硝剂的研究

使用小型喷淋塔装置,所有的设备包括烟气模拟系统、喷淋塔和检测分析系统.在加入压缩空气之前,NO首先在混合器1中被N2稀释以避免生成大量的NO2.稀释后的NO在混合器2中被控制流速的压缩空气再次稀释,以调节到所需浓度.在进入喷淋塔之前,模拟烟气被电控加热器加热到工作温度,然后在喷淋塔中被吸收.试验分析测量出气中SO2、NO和O2的浓度,喷淋液滴粒径大小,以及反应后的吸收液中各类生成离子的浓度.

三、影响脱硫脱硝效率的主要因素

在湿法烟气脱硝剂试验中,主要影响因素有湿法烟气脱硝剂溶液的浓度、NOX进气浓度、吸收液的PH值、液气比L/G、反应温度以及SO2的影响等.

四、湿法烟气脱硝剂溶液的浓度

湿法烟气脱硝剂溶液浓度的提高能促进SO2和NOX的吸收,湿法烟气脱硝剂与NO或（SO2+NO）的摩尔比对去除效率有显著的影响.

五、CaCO3的浓度

低浓度的CaCO3的加入可以提高对NOX的吸收率,但是高浓度的CaCO3的加入却会降低或者抑制吸收.

六、NOX进气浓度

单独脱硝试验中,NOX的进气浓度越高,脱硝效率就越高,这可能是因为当NOX的进气浓度在某一范围内时(试验是在200～800µL/L),NOX的去除是被动力学控制的.提高NOX的浓度,并且相应提高的湿法烟气脱硝剂溶液的浓度,有助于达到更高的脱硝效率,持续反应时间也会增长,但是达到最高效率的时间会比低浓度的情况要长.

同时脱硫脱硝试验中,当浓度保持一定时,NOX吸收率随NOX的浓度增大而增大,但SO2的吸收率不受NOX的浓度的影响.这可能是因为SO2的溶解度比NOX大得多,并且竞争湿法烟气脱硝剂的能力也比较强.而当NOX浓度保持一定时,SO2的吸收率随SO2的浓度增大而增大,但NOX的吸收率随SO2的浓度增大而减少.这是因为SO2的吸收是气相控制过程,SO2在溶液中的溶解度比NOX的高得多.SO2的浓度越高,与溶解中湿法烟气脱硝剂的反应就越多,因此同一吸收液与NO反应的湿法烟气脱硝剂就越少.

七、吸收液的PH值

吸收液的PH值对吸收效率影响显著,氮氧化物借助于N2O3和N2O4的水解而被吸收.由于会生成HNO3,PH值会迅速降低,初始PH值降低,吸收效率增大.这是因为湿法烟气脱硝剂氧化能力随PH值的减少而增强.当降到最低PH值,即吸收过程的最后,NOX的去除效率变得不明显,这可能是NO的溶解度随离子浓度的增大而减少,并且在一定的离子浓度下,NO的溶解度在PH值2～13范围内是常数.常规FGD系统的PH值范围一般控制在5～6之间,因此为了控制吸收塔内的PH值,在吸收液中添加了缓冲溶液,将吸收液的PH值控制在6～7 之间,并达到了最佳的去除效率.

八、液气比

液气比L/G越大,气液接触面积就越大,NOX的最大去除效率就越快达到.这可能是由于增加了气液接触面积,促进了大分子扩散.在实验中,L/G比为4～10L/m3,L/G比越高,去除效率就越高,当L/G比达10L/m3时,去除效率是令人满意的.

九、反应温度

一般来说,NOX溶解度随温度的上升而减少,但反应速率随温度升高而增大,这两种相反的影响有可能相互抵消.试验证明,随着温度的提高,去除效率也提高,操作温度从25℃变化到50℃其吸收率增加了1倍.

十、SO2的影响

发现同时脱硫脱硝时脱硫和脱硝效率分别在36%～72%和88%～100%的范围内,这比相同反应条件下的单独脱硝效率要高得多.可以推测,脱硝效率的提高与SO2的存在是有关的.SO32-离子的存在能提高脱硝效率.
目前,世界各国对大气污染物的排放有了越来越严格的要求,传统的脱硫脱硝技术,特别是脱硝技术还不能满足其要求.虽然湿法烟气脱硝剂溶液同时脱硫脱硝技术还处于研究探索阶段,但其优秀的脱硝性能让我们看到了新的希望,与其它脱硝的技术相比它的优越性是明显的,能与湿法脱硫工艺有效地结合起来,简单易行,减少脱硫脱硝设备及占地面积的投资；脱硫脱硝效率高.优化工艺流程,降低运行费用,随着湿法烟气脱硝剂的技术日益完善,其优势将会更加明显,有着很大的发展前景,必然会受到广泛的关注和应用

脱硝喷枪厂家为您总结:脱硝剂是一种脱硝添加剂，用干法烟气脱硝剂将NO氧化成NO2，然后用水溶液将NO2还原成N2，该法可以采用CaCO3（石灰石）作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用，脱硫的反应产物又可作为NO2的还原剂，湿法烟气脱硝剂的脱硝率可达95%，且可同时脱硫。