时间：2022-11-11 14:01
来源：宁天环境
1 硝酸工业nox排放现状
硝酸是用途广泛的重要化工原料之一，目前国内外主导的硝酸生产工艺为双加压法，其结合了高吸收压力、低吸收温度的优点，具有氨转化率高、no2吸收率高、尾气中nox排放浓度低等优势。硝酸生产时需用水或稀硝酸吸收no2，该过程生成大量no，经多次氧化吸收后，仍有部分nox随尾气排放（浓度一般在300~1600 mg/m3），2020年中国硝酸产量超过200万吨，按照硝酸生产后需处理的尾气中nox含量为800mg/m³计算，2020年硝酸生产尾气中的nox总量超过60万吨。
《硝酸工业污染物排放标准》（gb26131-2010）规定对于现有企业、新建企业以及特别排放（具体地域范围、时间由国务院环境保护主管部门或省级人民政府规定）而言，其限值分别为500，300，200 mg/m³。
2硝酸工业nox控制技术
硝酸工业尾气治理方法主要有两类：一是将尾气中nox直接转化为no3-或no2-加以回收，如延长吸收法、化学吸收法以及物理化学吸附法（包括干式吸附和湿式吸附）；二是通过添加还原剂，使nox转化为可排放的氮气，如选择性催化还原（scr）法和非选择性催化还原（sncr）法。其中：物理化学吸附法，如分子筛和活性炭等，还处于实验室研究，尚未见工业化报道；化学吸收法效率较低，尾气不能达标；延长吸收法虽具有一定的经济效益，但改造难度大、投资大、达标难；sncr需消耗大量的还原剂，且脱除效率略低，不能达到超低排放要求。因此scr是硝酸尾气治理的可行性技术。
3 scr技术在硝酸工业尾气治理中的应用
目前scr脱硝技术已在硝酸工业尾气治理中有较为成熟的应用。
（1）某企业有两套双加压稀硝酸生产装置，分别为105 kt/a和270 kt/a稀硝酸装置，尾气排放量分别为50000 m³/h和150000 m³/h（设计值），nox浓度为300-400 mg/m³，烟气温度300-400℃，该企业采用氨法选择性催化还原技术（scr），该技术以氨为还原剂，采用的催化剂为蜂窝式钒钨钛催化剂，催化剂脱硝率可达80％以上，so2/so3转化率＜1%，在300-400℃反应温度条件下，具有优良的耐硫性（高达3000 mg/m³）。
（2）某化工公司采用直接法工艺进行硝盐生产。该直接法硝盐生产工艺中的尾气压力低、温度低、湿度大、co2含量较高、o2含量<5％、nox含量较高（一般在2500～5000 mg/m3），在尾气排放过程中，先通过碱吸收塔进行碱液吸收氮氧化物，再将尾气经过scr技术处理，彻底达标后排放。
硝盐尾气工况为：气量为48000m³/h（3条生产线），尾气温度约为50~60℃，且含有一定浓度的钠盐(包括硝酸钠、亚硝酸钠和碳酸钠等)，工况条件为：吸收塔入口nox为4000 mg/m³，h2o含量为4-6%，吸收塔出口nox为500-1000 mg/m³，碱度60-80g/l，scr入口nox为1000 mg/m³，scr脱硝反应温度为180~220℃，处理后scr出口50-100 mg/m³，空速3000-4000h-1。
（3）浙江某化工企业用硝酸作为染料中间体合成的原料，该硝化反应装置排放的废气条件为：设计处理烟气量3000m3/h，装置排烟温度低于35℃，nox排放浓度瞬时最高可达2000mg/nm3，且废气中含有少量的hcl等酸性气体。该企业工艺废气采用超低温scr脱硝工艺，催化剂反应温度130-150℃，脱硝效率高达95%。
目前低温scr工艺最核心的问题依然是低温催化剂的研制。能够适合scr尾部布置和其他低温应用的需要，同时又可以减少对烟气进行再加热，能够高效脱除烟气中的nox，这就必然要求催化剂的活性温度窗口在100-180℃之间有较高的脱硝效率。低温催化剂需要解决几个问题，一是在低温时有较高的活性，二是氨气零逃逸，三是失活催化剂的危废处理。因此，低温scr催化剂是未来脱硝领域发展的重要方向，在提高催化剂抗性和稳定性的同时，继续开发新材料，提高效率，降低成本，减少危废是该领域的发展趋势。
4 scr脱硝催化剂对比
目前国内研发团队已开发出超低温scr脱硝催化剂，并在大型电厂、燃煤锅炉、燃气锅炉、化工尾气、有色行业烟气、玻璃行业烟气等进行了侧线和应用示范。不同活性温度催化剂对应不同scr工艺，同时决定了硝酸工业脱硝工艺的选择、设备的布置位置和方式，具体如下表所示：
资料来源
[1]2020年中国生态环境统计年报.
[2] 《硝酸工业污染物排放标准》gb 26131-2010.
[3] 刘家荣. 氨法选择性催化还原技术在硝酸尾气治理中的应用[j]. 硫酸工业, 2017(7):4.
[4]许秋生, 张超, 张立新. 凤山化工硝盐尾气综合治理技术研究与工程应用[j]. 煤炭与化工, 2017, 40(4):6.
[5]汤常金, 孙敬方, 董林. 超低温(<150℃)scr脱硝技术研究进展[j]. 化工学报, 2020, 71(11): 4873-4884 5362.
编辑：李丹
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