NO +?1/2O2 ? NO2 (2)
根据碳氢燃料预混火焰轴向NO分布的实验结果，指出碳氢自由基（CHi）在燃烧过程中撞击空气中的 N2分子生成 HCN、NH、CN和 N等中间产物，这些中间产物再进一步氧化生成 NOx，称为快速型 NOx。快速型NOx中的氮虽然也是来自空气中的氮气，但是同热力型 NOx的生成机理却不相同，其主要生成路径入下图所示。
燃料型 NOx是指燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后又氧化而的NOx。其主要生成路径如下图所示。由于 N-H键和 N-C键的远比 N≡N键要小得多，燃料型 NOx的生成要比热力型NOx容易得多，是生成NOx的最主要来源。
我公司在臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理进行了研究，对臭氧在烟道的投放、布气方式、气相混合方式，温度控制影响、粉尘影响等做了全面的模拟实验，总结并构建出 O3与 NOX之间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之间的关键氧化反应如下：
与气相中的其他化学物质如CO，SOx等相比，NOx可以很快地被氧化，这就使得NOx的氧化具有很高的选择性。因为气相中的 NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物，这就使得氧化反应更加完全，从而不可逆地脱除NOx，而不产生二次污染。经过氧化反应，加入的臭氧和双氧水被反应所消耗，过量的臭氧和双氧水可以在喷淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金属，如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。
一般燃烧设备燃烧过程中生成的氮氧化物包括 NO、NO2、N2O等，其中 NO占90%以上，NO2占 5-10%，N2O只占 1%左右，因此燃烧过程中产生的NOx主要是指 NO和 NO2。在含氮物质的氧化和还原反应过程中，按照 NOx生成的主要途径和来源可以分为热力型 NOx、快速型 NOx和燃料型 NOx（见图 1）。
热力型 NOx主要是指在燃烧过程中参与燃烧的空气中的氮气被氧化生成的
NOx，其中的生产过程是一个不分支连锁反应。热力型NOx的生成机理是前苏联科学家捷里多维奇（Zeldovich）于 1946年提出的。总反应式如下：
现有主要脱硝技术经济性比较见下表
更换，价格贵
与空气预热器之间
成 NH4HSO4，
造成堵塞或腐蚀
催化剂，碱金属氧化物会钝化催化剂（催化剂中毒）
2.3 本项目脱硝技术方案的确定
组合氧化法是非常适合本项目的脱硝方案。
首先，臭氧氧化的温度区间为50-200℃，完全满足本项目情况。可在锅炉尾部烟道上进行改造，改造量较小，并且对锅炉没有影响。
其次，组合氧化法脱硝效率达到70-95%，完全满足本案的设计要求。组合氧化法脱硝，压阻小，投资和运行成本较低。
综上，本项目脱硝技术路线选择为组合氧化法脱硝法。
3.脱硝方案设计
3.1设计原则
本项目主要设计原则如下：
(1)本工程以不影响锅炉运行为原则，采用双氧水+臭氧氧化、湿法脱硫塔吸收的脱硝工艺。
（2)通过布袋除尘器出口改装臭氧投加装置，吸收塔入口处烟道喷淋双氧水氧化，控制NOx排放≤40mg/Nm3。
(3)臭氧系统使用氧气作为原料气体，臭氧生产设备把氧气制造成臭氧。
(4)尽可能按现有设备状况及场地条件进行布置，力求工艺流程和设施布置合理、
美观，操作安全、简便，对原设备设施的影响最少。
(5)确保脱硝系统的安全、稳定、可靠、达标运行。
(6)在保证安全和质量的前提下，尽量缩短改造工期。
(7)对副产物的处理应符合环境保护的长远要求，尽量避免副产物的二次污染，
工艺设计应尽可能减少噪音对环境的影响。
(8)装置的自动化水平设计合理，便于运行管理。
(9)工程改造应尽量节约能源和水源，降低系统的投资和运行费用。
3.2组合氧化脱硝工艺原理及特点
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO3+NO2→N2O5 （3）
NO+O+M→NO2+M （4）
NO2+O→NO3 （5）
激活双氧水氧化主要反应原理如下：
NO+H2O2→NO2+H2O (6)
NO2+H2O2→NO3+O2 (7)
NO2+NO3→N2O5 (8)
脱硝吸收主要反应原理如下：
NO+NO2+H2O→2H++2NO2- (9)
2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3- (10)
N2O5+H2O→2H++2NO3- (11)
NO3-+NO→NO2-+NO2 (12)
2H++CO32-→H2O+CO2 (13)
H++OH-→H2O (14)
煤、重油为燃料的工业锅炉；铅、铁矿、锌/铜，玻璃、水泥加工、生产的各种炉窑；用于处理生物废料，轮胎及其他工业废料的燃烧炉；来自于酸洗和化工过程的酸性气流；催化裂化尾气；各种市政及工业垃圾焚化炉等。
（3） 脱硝烟气温度低，在50-200℃范围内均可实现高效脱硝。
（4） 维护费用低，不存在催化剂定期更换等问题。
（5）占地面积小，模块化设备可根据现场条件灵活布置。
（9）针对工业锅炉运行工况不稳定，燃料品种多而杂，烟气中氮氧化物含量不稳定的难题，设置联动控制模块，动态控制臭氧注入量，确保排放烟气中硫、硝含量达标，节能安全。
（10）无传统脱硝工艺的氨逃逸、尿素异味等问题，适用于邻近居民区的工业锅炉。
（11）适合于已有脱硫设备的新建脱硝工程，设备占地面积小，改造工程量小，施工周期短。
3.3工艺流程说明
烟气处理流程：在除尘器出口的烟气进入臭氧混合反应装置，在混合反应装置内注入臭氧，使臭氧与烟气充分混合，将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，包括NO2，N2O3，N2O5等，极短的时间内完成反应。随后在吸收塔前段的烟道中，雾化喷淋经催化激活后的双氧水溶液，将烟气中残余的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物。然后烟气进入吸收塔，喷淋碱性溶液将烟气中的SOx和被氧化的NOx同时吸收，确保，NOx排放浓度≤40mg/Nm3，最后达标烟气进入烟囱排放。工艺流程见图4-1。本项目脱硝系统主要包括：臭氧氧化系统、双氧水氧化系统、湿法吸收系统、电气控制系统等，以下部分将分别进行详细说明。
09
27
2017
低温脱硝：双氧水+臭氧组合氧化脱硝脱硫一体化 臭氧氧化脱硝 低温烟气脱硝
来源:[北京山美水美环保高科技有限公司]
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特点：低温段脱硝，不受烟气量波动影响，不改造锅炉本体，可利用现有脱硫塔，安全无污染，脱硝效率高等
脱硝技术路线的确定
2.1NOx生成机理
图3-1 NOX生成和脱除的反应途径
（1）热力型 NOx
N2?+ O2 ? 2NO （1）
快速型 NOx的生成对温度的依赖性很低，然而过量空气系数对快速型 NOx的影响较大。燃烧过程中快速型 NOx的生成量很少，一般不作为 NOx控制的主要考虑对象。
（3）燃料型NOx
技术名称
SCR
SNCR
臭氧氧化法
还原剂
NH3为主
氨水或尿素溶液
O3
反应温度
300~400℃
850~1100℃
50-200℃
反应器
需要建设
不需要
不需要
脱硝效率
80-95%
15-50%
70~95%
催化剂
需要，且定期
不需要
不需要
还原剂喷射位置
多选择于省煤器
炉膛或炉膛出口
不需要
SO2/SO3转化
有
无
无
NH3逃逸
3~5ppm
10~15ppm
无
对燃烧设备影响
NH3与 SO3易形
几乎没有影响
没有影响
系统压损
1000pa左右
无
无
是否需要吹灰
是
否
否
燃料影响
高灰分会磨耗
无
无
燃烧设备效率影响
降低热效率
无
无
煤焦油影响
煤焦油导致催化剂堵塞，并覆盖催化剂表面活性成分，造成催化剂失效
无
无
占地面积
大
小
小
投资
高
低
中等
运行费用
高
低
中等
3.2.1反应原理
选择性氧化脱硝技术的基本原理为：组合氧化法脱硝主要是利用臭氧和双氧岁的强氧化性，将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收，达到脱除的目的。
3.2.2工艺特点
本技术将气相氧化、液相氧化、湿法吸收有机组合，在原有湿法脱硫基础上设计改造成脱硫脱硝一体化装置。
（1） 深度脱硝，脱硝效率高，可达到95%以上；设备设计有前瞻性，预留了
增加臭氧反应器的位置，如需提高排放标准，只要在原设备旁增加臭氧发生器即可满足脱除率，无需对原结构进行破坏性改造，大幅度节省了用户的设备投资。
（2） 不使用催化剂，无催化剂中毒、反应器堵塞等问题。
（6）臭氧脱硝专利技术填补了国内低温氧化脱硝技术的空白，达到国际先进技术水平。
（7）采用臭氧气相氧化、碱液吸收的一塔式结构，改变了国内、外脱硫脱硝两套结构的繁杂设置。
（8）脱硫脱硝整个过程都在除尘器后进行，不影响锅炉、除尘器的正常运行，避免了除尘器堵塞、影响除尘器的使用寿命的问题，确保整个系统的的稳定运行。