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煙氣中 NOx 的主要組成是 NO（占95%），NO 難溶于水，而高價態(tài)的 NO₂、N₂O₅等可溶于水生成 HNO₂和 HNO₃，溶解能力大大提高，從而可與后期的 SO₂同時吸收，達到同時脫硫脫硝的目的。

臭氧作為一種清潔的強氧化劑，可以快速有效地將 NO 氧化到高價態(tài)。電子束法和脈沖電暈法雖然能夠產(chǎn)生強氧化劑物質(zhì)，如·OH、·HO₂等，但工作環(huán)境惡劣，自由基存活時間非常短，能耗較高。O₃的生存周期相對較長，將少量氧氣或空氣電離后產(chǎn)生 O₃，然后送入煙氣中，可顯著降低能耗。

一、臭氧脫硝工藝原理

臭氧的氧化能力極強，臭氧的氧化還原電位僅次于氟，比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。此外，臭氧的反應(yīng)產(chǎn)物是氧氣，所以它是一種高效清潔的強氧化劑，將不可溶的低價態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達到脫除的目的。

二、反應(yīng)過程

低溫條件下，O3與 NO之間的關(guān)鍵氧化反應(yīng)如下：

NO+O3→NO2+O2                     （1）

NO2+O3→NO3+O2                    （2）

NO3+NO2→N2O5                     （3）

NO+O+M→NO2+M                     （4）

NO2+O→NO3                        （5）

脫硝吸收主要反應(yīng)原理如下：

NO+NO2+H2O→2H++2NO2-                  (6)

2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3-                (7)

N2O5+H2O→2H++2NO3-                    (8)

NO3-+NO→NO2-+NO2                      (9)

2H++CO32-→H2O+CO2                     (10)

H++OH-→H2O                          (11)

    與氣相中的其他化學物質(zhì)如 CO，SOx等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，這就使得NOx的臭氧氧化具有很高的選擇性。因為氣相中的 NOx被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除NOx，而不產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過氧化反應(yīng)，加入的臭氧被反應(yīng)所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會影響到NOx的脫除效率。

三、工藝特點

1、深度脫硝，脫硝效率高，可達到90%以上；并且脫硝效率可以根據(jù)臭氧注入量控制脫硝效率的高低。

2、不使用催化劑，無催化劑中毒、反應(yīng)器堵塞等問題，特別適用于催化劑顆粒物多的低溫煙氣脫硝工程。

3、維護費用低，不存在催化劑定期更換等問題。

4、占地面積小，模塊化設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場條件靈活布置。

四、工藝流程說明

將臭氧注入混合反應(yīng)裝置內(nèi)，使臭氧與煙氣充分混合，將煙氣中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高價態(tài)氮氧化物，包括NO₂，N₂O₃，N₂O₅，極短的時間內(nèi)完成反應(yīng)。然后進入吸收塔，噴淋堿性溶液將煙氣中被氧化的氮氧化物吸收，確保NOx排放濃度在200mg/Nm3以下。

煙氣脫硝系統(tǒng)按功能分為：1、氧氣源系統(tǒng)；2、臭氧發(fā)生及注入系統(tǒng)；3、濕法煙氣吸收系統(tǒng)；4、自動控制系統(tǒng)等四個子系統(tǒng)。