探討工業廢氣中氮氧化物的處理措施

王金民 張璐 李琦

（1浙江省工業環保設計研究院有限公司 浙江杭州 310000 2煤科集團杭州環保研究院有限公司 浙江杭州 311200 3浙江省工業環保設計研究院有限公司 浙江杭州 310000）

氮氧化物是指含有氮元素的污染物質，多數氮氧化物是自然存在的，人類化工生產所排放的氮氧化物雖然總量不大，但是其危害卻遠遠大于自然界中存在的氮氧化物。我國的化工生產發展迅速，生產中產生的廢氣對于環境而言是十分嚴重的污染，因此在綠色持續發展理念的促進下，必須采用措施對工業廢氣中的氮氧化物進行處理，使之滿足排放標準，最大限度的控制污染程度和范圍。下面就對一種氮氧化物處理的措施進行試驗分析，從而獲得最佳的處理方法。

1 實驗處理過程分析

1.1 實驗流程

實驗選擇的是綜合處理方式，其將空氣、氮氣、氧化氮進行混合，從而獲得一定濃度的氮氧化物，從反映裝置的塔底進入填料裝置，吸收液從上部進入填料裝置，完成噴淋混合。形成的溶液從塔底引流裝置排出，經過吸收凈化后的排放氣體從塔頂排出，吸收液需利用恒溫水浴進行控制調節。

1.2 試驗設備

測量儀器：紫外線可見光分光光度計，波長范圍設定在200nm~1000nm，波長精度±0.2nm，樣本分析波長設定為543nm。試驗樣本利用鹽酸萘二胺比色法進行分析。利用標準溶液的濃度進行比對，對應的吸光度配合繪制完成曲線，并設計相關系數為0.998。

1.3 材料和制劑

試驗原材料選擇：對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、冰乙醇、高錳酸鉀、硝酸、亞硝酸鈉、雙氧水、氫氧化鈉、一氧化氮、氮氣、活性炭。試驗制劑：

1.3.1 吸收液：利用5g的氨基苯磺酸溶解至200mL熱水，冷卻后移到1000mL棕色量瓶中，加入50mL冰乙酸，加入0.05g鹽酸萘乙二胺，加水定容，如果出現粉紅色則應重新配置。使用中應對制劑進行4份+1份水的方式進行稀釋，作為氣體吸收液，吸收液吸光度控制在0.005以內。

1.3.2 亞硝酸鹽標準液制備：量取0.375g亞硝酸鈉顆粒，精確0.1mg，干燥一天。溶入水中，移到1000mL量瓶中，定容。使用前準確稀釋成為2.5ug/mL的標準溶液。

1.3.3 吸收液：采用氫氧化鈉溶液、雙氧水、高錳酸鉀溶液。

1.3.4 溶解水選擇去離子水。

2 試驗與結果分析

試驗中選擇氫氧化鈉溶液吸收液配合活性炭進行兩級聯合處理技術，與濕法氧化堿溶液吸收法配合，處理氮氧化物。吸收率即吸收塔對氮氧化物的凈化率。

2.1 兩級處理法

氫氧化鈉溶液與氮氧化物可以進行兩種化學反應，其反應的方程式如下：

其反應所產生的物質為硝酸鈉和亞硝酸鈉，活性炭則作為物理吸收物，對氮氧化物進行吸附，從而幫助去除廢氣中的氮氧化物。吸附后活性炭可以重復利用，脫附的產物濃度較高，對其處理應進行氧化在送入到堿液吸收塔進行吸收處理。試驗中對氫氧化鈉溶液和活性炭的吸附除去效果進行了分析與對比。其中試驗的條件如下：承載氣體為空氣，流量設定為0.16m3/h，溫度設定29℃，壓力設定為3000kPa，吸收塔直徑為40mm，填料高度為1000mm，填料為700y板波紋規整填料，堿度30.活性炭塔直徑25mm，填料高度1000mm。試驗獲得數據如下表1所示：

表1 二級聯合處理結果分析

按照上述分析，可以發現在堿液吸收塔中綜合吸收率維持在86%左右，吸收后氮氧化合物的濃度仍然較高，不能達到排放的基本要求，但是經過活性炭吸附后氮氧化合物的濃度則明顯下降，達到了進99%的處理效果，該技術的處理效果較為明顯。這就說明該技術措施對于工業生產所產生的氮氧化合物的無害處理較為理想。

2.2 濕法處理措施

濕法處理是一種補充措施，堿液法對氮氧化合物的處理效果與氧化度因素直接相關，因為一氧化氮不能直接被堿液吸收。所以硝酸溶液、雙氧水、高錳酸鉀溶液作為補充處理也是一種處理方式。為了全面了解試驗中氮氧化物的處理效果，對濕法處理進行了單獨的試驗。

試驗針對不同濃度的硝酸的處理結果進行分析，考察稀硝酸的氧化作用，然后再用堿液吸收，分析其處理結果。如硝酸作為氧化劑進行處理，隨著硝酸的濃度提高氮氧化物的處理比例不斷提高。因為氮氧化物是一種混合氣體，所以一氧化氮的濃度較低，導致氮氧化物的處理效果不高。而硝酸對于一氧化氮而言有溶解性和氧化效果，隨著硝酸濃度的增加，氧化性增加，因此脫除效果也增加。

如果將雙氧水作為氧化劑，也采用不同濃度的雙氧水作為氧化劑，和氮氣+空氣作為載氣，氮氣量和空氣流量進行調整，其他條件與硝酸試驗一致，以此比較雙氧水的處理效果，對比二者之間的差異。試驗發現，雙氧水的濃度提高處理效果也隨之提高，說明雙氧水溶液的濃度提高，對氮氧化物的氧化性能也隨之提高。但是與硝酸相比較，雙氧水溶液在提高氮氧化物的處理效果的同時，不會出現氮氧化物揮發的問題，且氧化的過程中，雙氧水對氮氧化物的處理效果要高于硝酸溶液的處理效果，這樣減少了配合實施的堿液吸收的負荷，提高了氮氧化物的處理能力。

如果利用高錳酸鉀溶劑進行吸收，而將比較中吸收率較高的雙氧水的氮氣量和空氣量作為試驗基礎，即二者參數與雙氧水一致，其他操作條件與硝酸條件相同的時候，可以客觀反映高錳酸鉀的濕法處理效果。這樣的試驗條件可以進一步比較高錳酸鉀與雙氧水處理效果的比較，從而發現那種濕法溶劑可以對氮氧化物產生更好的效果。實驗證明，在各種條件完全一致的情況下，高錳酸鉀溶劑對氮氧化物的去除效果要優于其他兩種制劑。可以發現，隨著高錳酸鉀溶液的濃度提高，氮氧化物的除去率先出現增加而后出現降低，但是總體去除效果都維持在97%以上，而去除效果完全可以滿足國家的相關標準，且遠遠高于標準。同時發現，如果高錳酸鉀的濃度在1%以上進行增加，則濃度提高后處理的效果反而出現下降的趨勢，所以在實際的處理中可以通過濃度的控制來控制高錳酸鉀的處理效果。同時也發現，如果將高錳酸鉀與堿液處理+活性炭的聯合方式，則可以進一步提高氧化氮的處理效果。

3 結語

堿液和活性炭的處理措施可以達到較高的處理效率，因此在實際的操作中可以將其作為處理技術，這種方式可以對大部分的氮氧化合物進行處理，使之達到無害化，如果一氧化氮的含量較高，則可以利用濕法技術對其進行進一步處理，其中試驗發現高錳酸鉀作為濕法處理溶劑的效果最佳。

[1]郭志民,孫鵬輝.催化還原法凈化處理氮氧化物的工程實例[J].環境工程,2014(08):530-531.

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