技术背景

锅炉运行过程中排放的SO2、NOx 等污染物会造成严重的大气污染，危害人类健康。随着国臭氧脱销家对大气污染物排放的要求越来越严格，脱硫脱硝已成为烟气污染物控制技术的刚需。目前国内外广泛使用的是干/湿式烟气脱硫和SCR选择催化还原技术脱硝。该工艺脱硫脱硝效率虽然高，但是投资和运行成本昂贵。

烟气中NOx 的主要组成是NO（占95%）。NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，从而可与后期的SO2同时吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将NO 氧化到高价态。

工艺效果

臭氧脱硝的原理在于利用臭氧的强氧化性将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物，然后采用溶液进行吸收,达到脱除目的。浙江大学的研究结果表明，在典型烟气温度下臭氧对NO的氧化效率可达84%以上，结合尾部湿法洗涤，脱硫率近100%，脱硝效率也在O3/NO 摩尔比为0.9时达到86.27%。另外，将O3注入模拟烟气进行脱除SO2、NOx 以及Hg ，然后采用碱吸收塔对烟气进行洗涤的实验结果表明，当O3投加量为200ppm 时，NO 的脱除效率可达到85%，此工艺对NO 和SO2的脱除率最高可分别达到97%和100%。韩国的研究人员通过将臭氧注入烟气中对NO 进行氧化，然后采用Na2S 和NaOH 溶液进行吸收，最终将NOx 转化为N2，NOx 的去除率高达95%，SO2去除率约为100%。

技术优势

该工艺目前已十分成熟，未与NOx反应的O3会在洗涤器内被除去，不存在类似SCR中的泄漏问题。SO2和CO的存在不影响NO的去除，而臭氧脱硝也不影响其他污染物控制技术。臭氧氧化脱硝技术的应用，充分的解决了很多锅炉不能在传统工艺上解决的难题，无须对锅炉及其附属设施进行改造。

在烟道中选取合适位置喷入臭氧即可完成反应，并通过现有WFGD（湿式烟气脱硫）去除，不需要新建SCR反应器，节省大量投资；无氨逃逸、空预器堵塞等问题发生。

常规的WFGD工艺中，喷淋过程可显着降低SO2 的浓度，剩余的O3 将HSO-3 、HNO2 及HNO2 和HSO-3 反应生成的氮硫氧化物和羟胺磺酸盐化合物最终氧化为HNO3 和H2SO4，可见采用O3 结合尾部洗涤的方法可以同时高效脱除NOx 和SO2，从而实现脱硫脱硝一体化。

臭氧脱硝技术在除尘设备后和脱硫塔之间投加，并有1-1.5S的反应时间，烟气温度在90-250℃之间，臭氧脱硝运行成本只有臭氧设备的本身的功耗和制取臭氧的氧气。在同等脱硝效率的基础上，是SCR静态投资的1/2，且不会像SCR催化剂在后期出现的效率下降问题；无需考虑原风机、风量、风压不能满足使用要求带来的风机更换、使用后的风阻、清尘、还原剂、氨水、氨逃逸等使用蒸汽和建立氨区、报装等手续。

工艺流程

臭氧脱硝主要是利用臭氧的强氧化性将 NO 氧化为高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收转化为溶于水的物质，达到脱除的目的。臭氧投加于锅炉除尘设备和脱硫塔之间，可充分利用已有设备设施，无须大规模的基础设施改造或新建，仅需要安装臭氧制备所需的必要设备即可，安装、施工极为简便、高效。

设备选型

烟气中的氮氧化物NOx主要包括NO、NO2及少量的N2O，其中NO约占NOx排放总量的95%(体积浓度)，NO2约占NOx排放总量的5%(体积浓度)，N2O的含量很小可忽略不计。根据《火电厂大气污染物排放标准》和《锅炉大气污染物排放标准》，可计算出氮氧化物的质量浓度。结合项目方提供的烟气处理量、氮氧化物处理前浓度及达标排放浓度，则可计算出需要脱除的NOX质量。

摩尔比（O3/NO）反映了臭氧量相对于一氧化氮量的高低，NO的氧化率随该比值的升高直线上升。目前已有的研究中，O3/NO摩尔比≥0.9时，脱硝效率可达到90%，接近于1时脱硝效率可达到95%，甚至接近100%。但O3/NO摩尔比大于1时，对反应不再有利。依据于此，可以计算出实现达标排放所需要投加的单位臭氧量，进而依此对臭氧发生器进行造型。需要注意的是，臭氧对NOx的氧化作用不受SO2和烟尘影响，但SO2会消耗少部分臭氧，因此臭氧发生器的额定臭氧产量应略大于上述计算值。