氯酸氧化工藝( TriNOx- NOxSorb)
1 工藝流程
TriNOx- NOxSorb 工藝采用氧化吸收塔和堿式吸收塔兩段工藝。氧化吸收塔是采用氧化劑HClO3 來氧化NO 和SO2 及有毒金屬, 堿式吸收塔則作為后續(xù)工藝, 采用Na2S 及NaOH 作為吸收劑, 吸收殘余的堿性氣體。
2 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
2.1 氯酸氧化NOx 的反應(yīng)機(jī)理
理論上講, NO 與HClO3 反應(yīng)先產(chǎn)生ClO2 和 NO2, NO 與HClO3 摩爾比為1∶2。反應(yīng)式為:
NO+2HClO3→NO2+2ClO2+H2O (1)
ClO2 進(jìn)一步與氣液兩相中的NO 與NO2 反應(yīng):
5NO+2ClO2+H2O→2HCl+5NO2 (2) 5NO2+ClO2+3H2O→HCl+5HNO3 (3)
凈反應(yīng)為:
5NO2+ClO2+4H2O→3HCl+5HNO3 (4)
對(duì)(1) 、(4) 2 個(gè)反應(yīng)方程式進(jìn)行整理得:
3NO+6HClO+5H2O→6HCl+3NO2+10HNO3 (5)
2.2 氯酸氧化SO2 的反應(yīng)機(jī)理
SO2與HC1O3 的反應(yīng)式為:
SO2+2HClO3→SO3+2ClO2+H2O SO3+H2O→H2SO4 (6)
凈反應(yīng)為:
SO2+HClO3→H2SO4+2ClO2 (7)
產(chǎn)生的副產(chǎn)品ClO2 與多余的SO2在氣相中反應(yīng):
SO2+ClO2→4SO3+Cl2 (8)
產(chǎn)生的Cl2 進(jìn)一步與H2O 和SO3 在氣相、液相中反應(yīng), 生成HCl 和SO3。
Cl2+H2O→HCl+HClO (9) SO2+HClO→SO3+HCl (10)
對(duì)式(7) ~(10) 進(jìn)行整理:
6SO2+2HClO3+6H2O→6H2SO4+2HCl (11)
2.3 工藝的優(yōu)越性及存在的問題
(1) 與高氧化態(tài)的氮的氧化物氣體, 如NO2、N2O3 相比, NO 在液相中的溶解度極低, 因此很難在液相煙氣治理工藝中被同時(shí)脫除, 而采用氯酸則能很好地吸收NO。
(2)HClO3 與NO, SO2 反應(yīng)生成ClO2, 作為反應(yīng)中間體, ClO2 在提高脫除效率方面發(fā)揮了重要作用。
(3) 操作溫度低, 該工藝可在常溫下運(yùn)行。
(4) 該工藝不存在催化劑中毒、失活或隨反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)催化能力下降等問題。而且由于采用濕式洗滌系統(tǒng), 可以處理含有較大顆粒的煙氣, 對(duì)NOx、 SO2 及有毒金屬有較高的脫除率。有關(guān)學(xué)者采用 NaClO2/NaOH、KMnO4/NaOH 等強(qiáng)氧化劑進(jìn)行了同時(shí)脫除SO2 和NOx 的研究, 并取得了較好的效果。
(5) 產(chǎn)生酸性廢液, 經(jīng)過濃縮處理, 可作為制酸原料使用, 但存在運(yùn)輸及貯存安全等問題。
(6) 氯酸對(duì)設(shè)備腐蝕性較強(qiáng), 需加防腐內(nèi)襯, 增加了投資費(fèi)用。同時(shí)阻礙此類工藝的廣泛應(yīng)用。
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