Informe de análisis sobre los métodos de tratamiento de gases de escape con óxido de nitrógeno de empresas industriales

1 Introducción a los gases residuales de óxido de nitrógeno

Los óxidos de nitrógeno se refieren a una serie de compuestos compuestos por elementos de nitrógeno y elementos de oxígeno, generalmente con una fórmula molecular Representada por óxidos de nitrógeno. Incluyen principalmente N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5, etc. Los óxidos de nitrógeno en la atmósfera existen principalmente en forma de NO y NO2.

Los óxidos de nitrógeno están ampliamente presentes en la naturaleza. Cualquier proceso de combustión puede hacer que el O2 y el N2 en el aire interactúen para formar NO, que se oxida aún más para formar NO2. Sin embargo, en muchas industrias, el ácido nítrico se utiliza para el tratamiento de superficies y la nitrificación, lo que producirá una gran cantidad de NO2.

2 Daño de los gases de escape de óxido de nitrógeno

2.1 Daño a la biología

El NO en el óxido de nitrógeno (compuesto de óxido de nitrógeno) tiene efectos nocivos sobre la hemoglobina en el cuerpo humano Fuerte afinidad. Después de que el NO ingresa a la sangre, reemplaza la posición del oxígeno en la hemoglobina y se combina firmemente con la hemoglobina, formando así carcinógenos en la capa de ozono, causando bronquitis, enfisema y otras enfermedades, y dañando el sistema respiratorio humano. También puede causar daños o incluso la muerte a plantas o animales.

2.2 Formación de smog químico

Bajo la catálisis de la luz solar, los óxidos de nitrógeno (óxidos de nitrógeno) reaccionan fácilmente con los hidrocarburos para generar O3, produciendo smog fotoquímico. Provoca una grave contaminación de la atmósfera e incluso provoca síntomas como ojos rojos, tos, dolor de garganta, enrojecimiento de la piel e insuficiencia cardíaca y pulmonar grave.

2.3 Destrucción de la capa de ozono

El N2O de los óxidos de nitrógeno (compuestos de óxidos de nitrógeno) puede convertirse en NO y destruir la capa de ozono. Su proceso de producción se puede expresar mediante una ecuación: NO+O3=NO2+O2, O+NO2=NO+O2. La ecuación de reacción general es O+O3=O2 (el NO desempeña un papel catalítico). Las reacciones anteriores continúan cíclicamente, lo que hace que la luz descomponga los átomos de O activos que contienen, lo que provoca la destrucción de la capa de ozono.

2.4 El NO en los óxidos de nitrógeno (óxidos de nitrógeno) reacciona con el agua para formar HNO3 y HNO2, que llegan al suelo con el agua de lluvia para formar lluvia ácida o niebla ácida que puede aumentar la incidencia de faringitis crónica y asma bronquial; y reducir la función inmune de los niños y aumentar la morbilidad de los ojos y las vías respiratorias en los ancianos. Afectados por la lluvia ácida, el rendimiento de los cultivos se ha reducido significativamente y el rendimiento y el contenido de proteínas de la soja y las hortalizas se han reducido.

3 Método de tratamiento de los gases de escape de óxido de nitrógeno

3..1 Método de reacción en fase gaseosa

3.1.1 Método de reducción

Reducción método Se divide en método de reducción catalítica selectiva y método de reducción selectiva no catalítica. El método de reducción catalítica selectiva utiliza NH3 y C como agentes reductores para reducir selectivamente NOX a N2 y H3O inofensivos bajo una determinada temperatura y catálisis. Dado que este método tiene poco impacto en la atmósfera, actualmente es la tecnología de desnitrificación más madura y más utilizada con alta eficiencia de desnitrificación.

El método de reducción selectiva no catalítica se refiere a la reducción selectiva de NOX en N2 y H3O inofensivos mediante la inyección de agentes reductores como NH3 y C dentro de un cierto rango de temperatura sin catalizador. La principal diferencia entre ambos es el control de la temperatura y la presencia o ausencia de catalizadores. Dado que el método de reducción selectiva no catalítica tiene un estricto control de temperatura, a menudo se utiliza urea en lugar de NH3 como agente de materia prima, lo que puede reducir los NOX entre un 50% y un 60%.

3.1.2 Método de descomposición de plasma a baja temperatura

La tecnología de descomposición de plasma a baja temperatura es un método que utiliza el método del haz de electrones y el método de corona de pulso. Las partículas activas de alta energía generadas por la descarga chocan con las moléculas de NOX para generar radicales libres, eliminan NOX y SO2 al mismo tiempo y rompen los enlaces químicos en O2 y N2. El uso de la tecnología de plasma de baja temperatura no solo es fácil de implementar, sino que también tiene un amplio rango de procesamiento, buenos efectos, ahorra energía y equipo y no causará contaminación secundaria. Por tanto, el control de los óxidos de nitrógeno (NOX) ha ido atrayendo gradualmente la atención de la gente y tiene amplias perspectivas de desarrollo.

3.1.3 Método de irradiación con haz de electrones

La irradiación con haz de electrones es una tecnología de desulfuración y desnitrificación de gases de combustión que utiliza haces de electrones de alta energía generados por aceleradores de electrones y una pequeña cantidad de amoníaco o gas metano. Irradiar los gases de combustión para convertir el NOX y el SO2 en sulfato de amonio y nitrato de amonio. La tecnología de irradiación por haz de electrones es uno de los métodos eficaces para eliminar NOX de los gases de combustión industriales. Su ventaja es que puede eliminar SO2 y NOX, y el subproducto (H4NO3) puede reciclarse sin producir aguas residuales, por lo que tiene una alta tasa de eliminación.

3.2 Método de absorción de líquidos

Existen muchas formas de que los líquidos absorban NOX y se utilizan ampliamente, como agua, álcali, ácido nítrico diluido, ácido sulfúrico concentrado, etc.

Debido a que el NOX es extremadamente difícil de disolver en agua, se utiliza agua como absorbente y la eficiencia de absorción es baja. Este método sólo se puede utilizar en lugares con pequeños volúmenes de gas y bajos requisitos de purificación, y no se puede aplicar al tratamiento de gases residuales de óxido de nitrógeno de empresas industriales. El uso de ácido nítrico diluido como absorbente para absorber física y químicamente NOX y recuperar NOX tiene ciertos beneficios económicos, pero consume mucha energía y tiene una baja tasa de utilización para las empresas industriales. NaOH es el mejor absorbente, pero debido a la influencia del precio, la fuente y la dificultad de operación, en la industria se utiliza Na2CO3 en lugar de NaOH como absorbente.

En comparación con otros métodos, el método de absorción de líquidos tiene las ventajas de una tecnología y un equipo de operación simples, una baja inversión y ciertos beneficios económicos, pero su efecto de purificación es pobre.

3.3 Método de adsorción

El principio del método de adsorción es que la cantidad de NOX adsorbida por el adsorbente cambia con los cambios de temperatura o presión. Al cambiar la temperatura o presión en el reactor, las reacciones de adsorción y desorción de NOX se controlan para separar NOX de la fuente de gas. Los adsorbentes comunes incluyen tamices moleculares, carbón activado, zeolitas naturales, gel de sílice, turba, etc.

Según los diferentes métodos de regeneración, los métodos de adsorción se pueden dividir en dos categorías: método de adsorción por cambio de temperatura y método de adsorción por cambio de presión. Existen algunos de ellos, como gel de sílice, tamiz molecular, carbón activado, etc. , con propiedades catalíticas, puede oxidar catalíticamente el NO en los gases de escape a NO2 y luego absorberlo y recuperarlo a través de agua o álcali, lo que puede promover la eliminación de NO. Sin embargo, debido a su pequeña capacidad de adsorción, una gran cantidad de adsorbente es grande. equipo y regeneración frecuente, es difícil de aplicar No extenso.

3.4 Método microbiano

La purificación microbiana de óxidos de nitrógeno es una nueva tecnología de desnitrificación de gases de combustión estudiada a nivel internacional en los últimos años, que incluye mecanismos de nitrificación y desnitrificación. El proceso de purificación biológica de los gases de escape utiliza las actividades vitales de las bacterias desnitrificantes para eliminar el NOX de los gases de escape. Cuando hay una fuente externa de carbono, las bacterias desnitrificantes adecuadas pueden asimilar los óxidos de nitrógeno en compuestos orgánicos de nitrógeno y pasar a formar parte de las bacterias (anabolismo), o pueden permitir que las bacterias desnitrificantes crezcan y se reproduzcan por sí solas. Sin embargo, mediante la disimilación y la desnitrificación, los NOX eventualmente se convertirán en N2.

4 Conclusión

China ha entrado en una nueva era de conservación de energía y reducción de emisiones. Para reducir la contaminación atmosférica causada por los gases de escape de óxido de nitrógeno de las empresas industriales, la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías de desnitrificación de gases de combustión proporcionan muchas formas nuevas de controlar aún más la contaminación por NOX. siguen surgiendo. Sin embargo, todavía es necesario elegir el mejor método de gobernanza basado en las condiciones nacionales de China y una consideración integral de factores como la asequibilidad económica y los recursos locales. El desarrollo y mejora de estos métodos contribuirá en gran medida al tratamiento de los gases de escape de óxido de nitrógeno de las empresas industriales.

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