臭氧低溫脫硝技術
采用活性分子氧化脫硝技術進行脫硝處理，實現(xiàn)了NOx達標排放的目標，同時對氧氣濃度、冷卻水溫度以及鍋爐負荷變化等影響因素進行了分析。結果表明，吸附壓力和脫附壓力分別在29~30kPa和-49~-50kPa時，氧氣濃度達到值93%以上。冷卻水溫度不宜超過37℃。同時提出了采用梯段定量控制方式以滿足鍋爐負荷變化時NOx始終處于達標排放。
隨著《大氣污染防治行動計劃》的頒布以及進一步降低燃煤鍋爐煙氣污染物排放的要求，氮氧化物NOx的控制也進一步提高。SCR[1,2]是目前應用有效脫除效率高的一種脫硝技術。然而在追求更低NOx排放的目標時，該技術因其固有的混合和流場不均勻會引起氨逃逸超標問題，同時隨著催化劑裝載量的增加，使得SO2向SO3轉化率增大，終煙氣中NH3和SO3濃度的增大將進一步加重空預器的堵塞現(xiàn)象。而基于低溫活性分子氧化脫硝技術則很好的可以避免上述問題的出現(xiàn)?；钚苑肿樱ㄈ鏞3）與SCR不同，是通過對NO、重金屬等污染物的氧化進行煙氣協(xié)同處理的工藝[3-7]。該工藝與鍋爐類型無關，處理對象為鍋爐的尾部煙氣，將燃煤煙氣中的NO以及重金屬等氧化為高價態(tài)的NOx以及金屬氧化物，再進行NOx、SO2以及重金屬等污染物的協(xié)同脫除。
本文采用活性分子氧化脫硝技術對燃煤煙氣中的NOx排放控制進行了研究，并對氧氣濃度、冷卻水溫度以及鍋爐負荷變化等影響脫硝效率的因素進行了分析。
1 改造方案
某電廠原有鍋爐為2臺35t/h和1臺50t/h鏈條爐，原濕法脫硫系統(tǒng)采用一套石灰石石膏法進行SO2脫除?；钚苑肿友趸撓跫夹g應用在煙氣匯合后的尾部煙道上，因此僅需考慮尾部煙道的煙氣流量以及氮氧化物含量等參數(shù)，與鍋爐的燃燒方式無關。利用原有脫硫裝置僅對原脫硫塔入口煙道進行改造，安裝活性分子反應器。其余改造均為新增裝置如圖1所示包括：制氧系統(tǒng)、活性分子系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及電氣、儀控輔助系統(tǒng)。制氧系統(tǒng)采用吸附劑通過吸附和脫附手段進行空氣中氧氣和氮氣的分離，產(chǎn)生濃度較高的氧氣。經(jīng)過加壓、除油、除塵后的氧氣進入活性分子發(fā)生器中，通過在放電室的局部放電終產(chǎn)生活性分子（O3）。該放電室內(nèi)采用高壓電對氧氣進行放電會產(chǎn)生大量的熱量，因此需要外來冷卻水對放電室進行換熱處理以提高活性分子（O3）的濃度。
2 改造結果分析
2.1 吸附壓力的影響
目前活性分子（O3）的生產(chǎn)方法主要是依靠對氧氣進行電暈放電，一般認為電暈活性分子（O3）主要通過以下途徑產(chǎn)生：
因此，除放電電壓外，根據(jù)反應式（2.1）~（2.4），O2濃度對活性分子（O3）的生產(chǎn)至關重要。氧氣濃度越高則活性分子（O3）的產(chǎn)量也隨之增加。氧氣是在常溫常壓的條件下，利用VPSA吸附劑選擇性吸附產(chǎn)生。鼓風機將空氣鼓入吸附塔I中，在加壓吸附條件下，優(yōu)先吸附N2、CO2和H2O等雜質(zhì)，從而獲得濃度較高的氧氣；同時真空泵抽對吸附塔II進行抽氣，在減壓脫附的條件下，脫附吸附劑中的N2及其他雜質(zhì)，吸附劑再生后進行下一輪吸附。因此，加壓和減壓過程直接影響吸附劑的吸附和再生能力，從而影響氧氣濃度。表1給出了6種工況吸附壓力和脫附壓力變化時，氧氣濃度的變化。其中可以看出隨著吸附壓力的升高，脫附壓力減小有利于氧氣濃度的提升。尤其工況5中，當吸附壓力29~30 kPa，脫附壓力-49~-50 kPa時，氧氣濃度達到93%~95%。但如果將吸附壓力和脫附壓力進一步提升，則氧氣濃度會出現(xiàn)下降，這是由于吸附劑層在高壓下出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，部分氣體未被有效吸附而直接通過導致氧氣濃度的下降。
2.2冷卻水溫度的影響
電暈放電產(chǎn)生活性分子（O3）時，由于存在反應式（2.3）和（2.4）的逆反應，同時放電過程中會產(chǎn)生大量的熱量。活性分子自身存在不穩(wěn)定性，隨著環(huán)境溫度的提升，活性分子自身的分解會加速，反應式（2.3）會迅速向右進行。因此需要采用大量冷卻水進行熱交換以確?；钚苑肿樱∣3）的生成。圖1給出了冷卻水溫度變化對活性分子產(chǎn)生濃度的影響。隨著冷卻水水溫的增加，活性分子濃度隨著增加。冷卻水溫度主要受當?shù)丨h(huán)境溫度的影響，季節(jié)性變化較大。因此，考慮到經(jīng)濟性運行，高溫時冷卻水水溫控制在30~32℃，此時的活性分子濃度控制在128~135mg/Nm3。溫度過高會影響設備自身的穩(wěn)定性，同時活性分子的濃度大大降低同時設備運行能耗會大幅上升。因此，對于冷卻水溫超過37℃時，需要進行冷卻水降溫，增加額外的冷卻費用，以確保整套系統(tǒng)的經(jīng)濟性運行。
臭氧低溫脫硝技術
