摘要：尿素溶液與NOx 反應(yīng)生成N2 和CO2 氣體，可實(shí)現(xiàn)煙氣同時(shí)脫硫脫硝，該文進(jìn)行了尿素/三乙醇胺濕法脫硫脫硝的試驗(yàn)研究。

關(guān)鍵詞：尿素,三乙醇胺,脫硝,脫硫

引言

中國是燃煤大國，燃煤機(jī)組發(fā)電在我國一直占主導(dǎo)地位，煤燃燒產(chǎn)生大量污染物，如NOx、SO2，對人體、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)危害極大。近年來世界各國，尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國家都相繼開展了同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的研究開發(fā)，并進(jìn)行了一定的工業(yè)應(yīng)用，主要有：等離子體法，如電子束照射法[1]，電暈法[2]；固體吸附與再生技術(shù)，如固體吸附法[3-5]，NOxSO 工藝，CuO 吸收還原法[6]，Pahlman 煙氣脫硫脫硝工藝等；氧化法，如臭氧氧化法[7]；溶液吸收法，如NaClO2 法[8]，亞鐵螯合劑法，鈷氨溶液法[9-11]等。

關(guān)于尿素濕法煙氣凈化工藝研究最早起源于俄羅斯門捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院。后來，國內(nèi)賈瑛[12] 等對酸性尿素水溶液處理導(dǎo)彈氧化劑廢水中NOx 進(jìn)行了研究，在實(shí)驗(yàn)條件下對NO 的去除率可達(dá) 99.5%。王樹江[13]等研究了尿素水溶液對二氧化碳?xì)怏w中氮氧化物的去除。曹忠宇[14]和王軍[15]等對酸性尿素溶液作吸收液還原吸收處理間歇性、高濃度氮氧化物廢氣做了研究。Alain Lasalle 等人[16]研究了在酸性條件下尿素溶液脫硝反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。岑超平等[17-19]利用模擬煙氣通過固定液柱的實(shí)驗(yàn)方法對尿素/高錳酸鉀脫除NOx，以及尿素/添加劑吸收脫除NOx 和同時(shí)脫硫脫硝的動(dòng)力學(xué)、吸收特性等方面做了一定的研究。

本文以前人的理論研究為基礎(chǔ)，以一套雙級串連的填料塔為主體反應(yīng)器[20]，從工業(yè)應(yīng)用的角度進(jìn)行了尿素/三乙醇胺法脫硫脫硝的試驗(yàn)，研究各種因素對尿素溶液吸收NOx 和SO2 反應(yīng)的影響。

1 反應(yīng)機(jī)理

尿素溶液吸收去除煙氣中NOx 的反應(yīng)可表示為

尿素溶液吸收去除煙氣中SO2 的反應(yīng)為

所以，尿素溶液吸收同時(shí)脫硫脫硝的總反應(yīng)為

由以上反應(yīng)可見，用尿素作為吸收液凈化煙氣中的SO2 和NOx，生成N2 和CO2，可直接排放，副產(chǎn)物為硫銨。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在一套雙級串連的填料塔反應(yīng)器(如圖1 所示)中進(jìn)行，填料塔塔徑(內(nèi)徑)為39 mm，采用 16 mm×16 mm×0.4 mm 的金屬鮑爾環(huán)以亂堆方式填充，單級填料層高度為1.8m。

模擬煙氣經(jīng)過氣體加熱器加熱后，從底部進(jìn)入填料塔，與洗滌液逆流混合反應(yīng)，再由頂部流出，用德國Rosemount 公司的NGA 2000 型煙氣分析儀分析后排空。洗滌液自填料塔頂部流入，與氣體接觸反應(yīng)后從底部流出，進(jìn)入配液槽循環(huán)利用。

試驗(yàn)結(jié)果中的脫硫/脫硝總效率為一級脫硫/脫硝效率加上一級脫硫/脫硝效率與二級脫硫/脫硝效率的乘積。

本文以一套雙級串連的填料塔為主體反應(yīng)器，試驗(yàn)研究了尿素/三乙醇胺溶液同時(shí)脫硫脫硝效率的影響因素，得到以下試驗(yàn)結(jié)果：

（1）隨著氣速增大，脫硫效率減小。

（2）隨著液氣比的增大，脫硫效率增大，當(dāng)液氣比大于16 L/m3 時(shí)，脫硫效率增至92%，基本不再變化。

（3）吸收液尿素含量大于7%以上，脫硫效率基本不隨尿素濃度的變化而變化，尿素濃度對脫硫效率的影響相對較小。

（4）添加劑(三乙醇胺)和SO2 體積分?jǐn)?shù)對尿素溶液吸收SO2 的效率影響不大。

（5）尿素溶液吸收同時(shí)脫硫脫硝的最佳反應(yīng)溫度應(yīng)控制在40~70 ℃之間。

（6）在尿素/添加劑溶液煙氣同時(shí)脫硫脫硝過程中，SO2 和NOx 具有相互協(xié)同促進(jìn)作用，其凈化效率在試驗(yàn)條件下可分別提高1%~3%和5%~6%，總脫硫效率可達(dá)95%以上，脫硝效率在63%以上。

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