烟气脱氮
科技名词
定义
中文名称：烟气脱氮
英文名称：flue gas denitrification，deNOx
其他名称：烟气脱硝
定义：从烟气中脱除氮氧化物的工艺过程。
所属学科：电力（一级学科）；环境保护（二级学科）
烟气脱氮技术进展
目前，NOx的控制主要有燃烧前处理、燃烧方式的改进及燃烧后处理等3种途径，但燃烧后烟气脱氮技术是控制NOx排放的重要方法，大部分烟气中的NOx都是通过该法进行处理。
（1）吸收法。
吸收法是工业企业采用较多的处理NOx的方法，主要原理是将NOx吸收到溶液中。比较常见有水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、氧化吸收法、液相还原吸收法和络合吸收法等。其中，以尿素为还原剂的液相还原吸收法NOx的脱除率可达90% ，而其他方法的去除率都在40%-80%之间。
（2）吸附法。
吸附法是一种已经成熟的工业分离技术，基本原理是利用大比表面的吸附剂对NOx进行吸附，通过周期性地改变操作温度或压力进行NOx的吸附和解吸，使NOx从烟气中分离出来,从而达到净化和富集的目的。常用的吸附剂有硅胶、分子筛、活性炭、活性焦、天然沸石及泥煤等。吸附法具有成本低、不产生二次污染等优点，但目前所用吸附剂的吸附量小，当烟气中NOx含量高时,吸附剂用量多、消耗大，设备体积庞大，所以应用并不广泛。
（3）微生物法。
微生物法的基本原理是使用合适的脱氮菌在外加炭源情况下，利用NOx作为氮源，将NOx转化为无害的N2，而脱氮菌本身获得繁殖。常用的有生物洗涤、生物过滤和生物滴滤等形式。
（4）电子辐射法。
电子辐射法又称等离子体活化法，通过电子束照射或高压放电将烟气中NOx电离，从而达到脱除NOx的目的。该法包括电子束法和脉冲电晕法。一般用来同时脱除NOx和SO2或与催化相结合使用。该法装置占地小，无二次污染，但能耗较高，设备投资大，运行费用高，抑制了该技术的工业应用。
（5）催化法。
与以上方法相比，催化法脱氮具有快速、高效等优点，因此被广泛用于燃煤电厂烟气和汽车尾气中NOx的脱除。催化法可分为选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等两种。其中SNCR技术是在炉膛温度1000℃左右的区域喷入NH3、尿素等还原剂，将NOx还原成N2和H2O，NOx脱除率可达80% ，但反应中会有少量的温室气体N2O产生。该过程不使用催化剂，还原剂由喷嘴喷入燃烧室，根据锅炉的操作负荷，不断调整NH3的喷入量和喷入位置，以保证在最佳温度下喷入NH3。SCR法通过NH3，H2S，CO和烃类物质等还原剂，在V2O5/TiO2等催化剂上与NOx反应，生成无害的N2和H2O，NOx的脱除率可达90%，但运行费用较高。目前实现工业化应用的是以NH3为还原剂，V2O5/TiO2为催化剂的SCR法来脱除固定源废气中的NOx，以及使用Pt-Pd-Rh三元催化剂来净化汽车尾气。
SCR脱氮反应器的核心是脱氮催化剂。它分为蜂窝式和板式两种类型，比表面积为500 m /m-1000 m /m，在催化剂的内表面上分布着由TiO2、WO3或V2O5等组成的活性中心。随着脱氮装置的运行,催化剂会逐渐老化。引起老化的原因主要是催化剂活性中心中毒、活性成分晶型改变以及催化剂通道和微孔的堵塞、腐蚀等。因此，必须定时检测烟气经过每层催化剂后NOx的浓度和氨氮比（NH3/NOx）,确定各层催化剂的活性与老化程度，以确保脱氮装置的正常运行。SCR法的主要难点在于NH3的储存不易控制，NH3喷射不均匀以及易造成二次污染。
