脱硫脱硝,泳池杀菌用臭氧发生器
同时脱硫脱硝技术具有明显的一体化脱除特性,但臭氧的发生费用却制约了它的应用,介绍了目前国外在工程上应用的低温氧化技术,分析了其脱除效果及优缺点。
煤炭作为主要能源物,其燃烧过程排放的SO2,NOx等污染物的总量很大,会造成严重的大气污染,危害人类健康,对SO2的控制,目前较为成熟的技术是石灰石—石膏法,脱除效率可达95%以上,此外还有炉内喷钙脱硫,电子束法脱硫等技术,对NOx的控制分为两类,一类是控制燃煤过程中NOx的生成,主要有低氧燃烧法,两段燃烧法和烟气再循环法等,另一类是通过物理化学方法进行脱除,主要有催化,吸收,吸附,放电等,其中广泛应用的是选择性催化还原法,脱除效率达90%以上,随着国家对火电厂污染物排放的要求越来越严格,同时脱硫脱硝已成为烟气污染物控制技术的发展趋势,目前国内外广泛使用的是湿式烟气脱硫和NH3选择催化还原技术脱硝的组合,该技术的脱硫脱硝效率虽然高,但是投资和运行成本昂贵,其他的脱硫脱硝技术还包括等离子体法,催化法,吸附法等,但只有少数进入生产应用。
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,电子束法和脉冲电晕法虽然能够产生强氧化剂物质,如·OH,·HO2等,但工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较臭氧发生器长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显著降低能耗,目前利用臭氧进行脱硫脱硝在国外已有工程应用实例,在我国还处于探索阶段。
1臭氧脱硝机理。
臭氧的氧化能力极强,从下表可知,臭氧的氧化还原电位仅次于氟,比过氧化氢,高锰酸钾等都高,此外,臭氧的反应产物是氧气,所以它是一种高效清洁的强氧化剂,臭氧脱硝的原理在于臭氧可以将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2,N2O3,N2O5等高价态氮氧化物,浙江大学王智化等人对臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理进行了研究,构建出O3与NOX之间65步详细的化学反应机理,该机理比较复杂,在实际试验中,可根据低温条件下臭氧与NO的关键反应进行研究,低温条件下,O3与NO之间的关键反应如下:。
NO O3→NO2 O2（1）。
NO2 O3→NO3 O2（2）。
NO3 NO2→N2O5（3）。
NO O M→NO2 M（4）。
NO2 O→NO3（5）。
2臭氧同时脱硫脱硝研究概况。
臭氧同时脱硫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和二氧化硫同时吸收转化为溶于水的物质,达到脱除的目的,浙江大学王智化等对采用臭氧氧化技术同时脱硫脱硝进行了试验研究,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%,YoungSunMok和Heon-手消毒器JuLee将臭氧通入烟气中对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%,ZhihuaWang等将O3注入模拟烟气进行脱除SO2,NOx以及Hg的研究,然后采用碱吸收塔对烟气进行洗涤, 称量罩结果表明NO和Hg0的脱除率与O3的注入量有关,当O3加入量为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%,此外SirpaK,Nelo等在臭氧氧化的基础上,用H2O2进行吸收,也得到了较好的结果,BOC公司将其专利低温氧化技术（LoTOx）授权给Belco（贝尔哥）公司,把这种NOx控制技术同Belco公司的EDV湿式洗涤器结合起来应用于石油精炼厂,该系统可以同时脱除烟气中的NOx,SO2和颗粒物。
臭氧是国际公认的环保型绿色杀菌剂,不会对环境造成任何二次污染,而氯制剂会与水中的有机物反应生成多种氯代有机化合物,如三氯甲烷,氯仿等,这些物质均为公认的致癌致突变物,当人游泳时,这些有毒物质会被人体所吸收(在水中人体每小时可吸收500毫升水),水中的氯代有机化合物还会刺激人的眼睛及皮肤,从而引发红眼及皮疹。
臭氧及其二次产物(如羟基)具有最强的杀菌性及灭活病毒的作用,可有效防止传染性疾病的蔓延,实验证明,同样浓度的臭氧杀灭细菌和病毒的效果是氯的600-3000倍,在臭氧浓度为1mg/l时,粪型大肠杆菌的灭活只需要5秒,用同样浓度的氯要达到同样的效果需要15000秒。
从水中蒸发出来的氯代有机化合物以及氯气等有毒气体,聚集在泳池上方不易散去,损害人的呼吸器官,严重影响人们的身体健康,而使用臭氧则完全不会产生此种问题。
加氯所产生的次氯酸及其衍生物,严重腐蚀水处理系统及馆内设备和结构如网架,暖气等。
臭氧是最强的氧化剂,可有效分解水中的腐植质,氧化水中的铁,锰离子,分解水中散射光线的微小有机体,从而大大提高水的清澈度,使水呈现出美丽的蓝色,而氯制剂则无此效果,为使水呈蓝色,使用氯制剂的泳池,往往需加入硫酸铜盐,对人极为有害。
加入氯制剂后,必然会导致水的pH值的改变,使人感到不适,因而需加入碱性或酸性物质予以中和,而臭氧是中性物质,不会产生此种问题,臭氧能确保大客流量及高温季节时水质的稳定性,高温及客流量大时,水质往往不佳,此时,如果使用氯制剂,则需大量投加,这将带来一系列副作用,如pH值的变化,对呼吸道及人体的刺激等,而大量投加臭氧则无此副作用。
使用臭氧发生器,可大大降低水处理工艺的管理及操作难度,同时臭氧发生器具有很高的安全性,而氯制剂在运输,储藏,使用时具有一定的危险性。
臭氧可分解水中的有机物且具有微絮凝作用,因而在正常客流量下,可以不用絮凝剂。
在一定的使用条件下,如逆流式循环,不使用活性炭滤罐,不必投加氯制剂,絮凝剂,pH调节剂,可将臭氧作为水处理唯一的药剂。
利用臭氧发生器产生臭氧,净化水质,无二次污染,对皮肤没有伤害,所以臭氧是我们理想的泳池水杀菌剂。
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