类气相ClO2脱除燃煤烟气中氮氧化物实验研究

摘要

燃煤电厂排放的烟气中含有大量的氮氧化物,不仅对生态环境造成了巨大的危害,也是产生雾霾的主要原因之一.氮氧化物中的主要成分为NO,NO不溶于水的特性使其难以在传统脱硫塔中进行脱除.为经济有效的脱除燃煤烟气中的氮氧化物,采用氧化吸收法进行脱硝研究.通过对比不同氧化剂的氧化性能,选取ClO2为氧化剂,将其在140℃的条件下进行气化,转变为类气相氧化剂.将烟气中NO预氧化成易溶于水的NO2,再结合饱和氢氧化钙溶液吸收氧化产物进行燃煤烟气脱硝研究.通过电子顺磁共振检测(ESR)以及·OH抑制剂添加实验说明类气相ClO2在氧化过程中产生了·OH等强氧化性自由基,极大地促进了对NO的氧化.实验结果表明,脱硝效率随物质的量比(ClO2/NO)的增加而增加,当物质的量比(ClO2/NO)大于0.84后,脱除效率增加缓慢;在110 ～170℃内,温度对类气相ClO2脱除NO的影响较小;酸性条件有利于NO的脱除效率的增加,但总体影响较小,当烟气中SO2与NO共同存在时,类气相ClO2优先氧化烟气中的NO.最佳反应条件为:物质的量比(ClO2/NO)=0.84,反应温度为140℃,溶液pH=3左右,此时NO的氧化脱除效率可以达到92.5％.采用离子色谱对氧化产物分析,指出NO的主要氧化产物为NO;并提出类气相ClO2对烟气中NO的氧化脱除机理,表明类气相ClO2结合碱液氧化吸收具有良好的工业应用前景.