LYWS-5烟气脱硝添加剂 
 

一、技术背景

国内外科研单位从八十年代初期就致力于工业烟道气脱硝脱硫以及控制二氧化碳排放量的研究， 以对付日趋严重的大气酸雨灾害和温室效应问题 其中比较引人注目的是LYWS-5脱硝添加剂、石灰石(CaCO₃)清除NO及SO₂的湿法技术， 其脱硝、脱硫率几乎可达100%。从而为工业烟道气的治理，开辟了一条新的可行途径 该方法是在石灰石浆中加入计量的LYWS-5脱硝添加剂，
当工业烟道气通入时， 烟道气中的氧气与LYWS-5脱硝添加剂作用，产生大量高活性的原子氧(O)， 原子氧除可直接将NO成氧化可被石灰石中和的NO₂外．还可与氧气(O₂)进一步结合形成高活性的臭氧(O₃)。后者（O₃）比原子氧能更迅速有效地将NO氧化为NO₂。所得NO₂迅速与石灰石浆作用，形成硝酸钙（Ca(NO₃)₂）。烟道气中大量存在的SO₂则与石灰石浆反应生成硫酸钙(CaSO₄(H₂O))x。二氧化碳则与石灰石浆中所含的氢氧化钙(Ca(OH)₂)结合为碳酸钙而被除去。这样一举可同时脱硝、脱硫和脱二氧化碳。其应用前景是十分引人注目的。

本技术是上述方法的继续和深入。由于石灰石乳的大量使用， 清洗塔中将有大量不溶于水的钙盐(主要是CO₂与Ca(OH)₂形成的CaCO₃)沉积。这些沉积物不仅占据清洗空间， 而且还堵塞管道，这对连续作业的热电厂是不允许的。本技术以石灰浆作吸收剂。用以进行工业烟道气清污的研究。其结果表明：不仅脱硝、脱硫效率几乎100%。而且完全避免了石灰石浆法造成的碳酸钙，硫酸钙等不溶物对清洗塔的堵塞。虽然从经济成本上略贵一点，但这与停工清除塔壁与管壁的不溶钙盐沉积物所造成的巨大的停电以及人力、物力消耗要节约很多倍。在不同介质，不同PH条件下，不同浓度的LYWS-5脱硝添加剂吸收不同浓度的NO的实验结果如表1所示。

表一 不同浓度的LYWS-5脱硝添加剂吸收NO的反应

二、反应原理

LYWS-5脱硝添加剂是由原子组成的分子晶体，为正四面体构型，原子位于正四面体的顶角，是一种低溶液体。一般温热水即可使之溶化，故容易制备成水乳液，LYWS-5脱硝添加剂极易氧化，在空气中即可自燃，同时放出原子氧。因此当水乳液中的LYWS-5脱硝添加剂与高温烟道气中残余的氧气接触时，LYWS-5脱硝添加剂立即被氧化同时放出原子氧。活跃的原子氧一方面可将NO氧化为水溶性的NO₂，一方面同烟道气中的氧（O₂）化合成臭氧（O₃）。臭氧（O₃）也是一种非常活泼的氧化剂，它能将NO迅速氧化为NO₂，两分子NO₂可二聚生成N₂O₄，后者与水生成硝酸。另外NO₂也可与烟道气中的NO作用生成N₂O₃，后者水溶液为亚硝酸。根据测定表明，LYWS-5脱硝添加剂实际上以其二聚N₂O₄存在，N₂O₄与水作用时，随温度的不同可与不同数目的水分子结合，在反应条件下，均转变为相应的钠盐而存在于溶液中。

三、LYWS-5脱硝添加剂浓度对NO除去率的影响

根据反应过程中NO_X分析仪记录的NO吸收曲线可知，LYWS-5脱硝添加剂浓度对NO除去率影响很大。在实验开始阶段，LYWS-5脱硝添加剂浓度较大的情况下，NO除去率可保持在95%以上。随着反应的继续进行，LYWS-5脱硝添加剂不断被消耗，NO除去率亦平滑低逐渐下降，当体系中LYWS-5脱硝添加剂浓度接近于零时，NO除去率亦接近零。从实际情况看来，NO除去率还受反应温度，吸收液PH值以及气体流速，液气比和接触时间等多种因素的影响。即NO除去率是反应效率的一个总指标。在这种情况下，讨论其影响因素多半只具有定性意义。根据实验观察可知，当体系中LYWS-5脱硝添加剂的浓度足以产生较浓的白烟时（可从烟道气出口直接观察白烟的量），其NO除去率均可维持在90%以上。这为实际应用中如何维持高的NO除去率提供了依据。当NO尾管出口排出的白烟变得稀少时，就该补充新的LYWS-5脱硝添加剂，以维持有效的NO除去率。

四、NO入口浓度对NO除去的影响

NO入口浓度即烟道气中所含NO的原始浓度。不同化石燃料烧所得的工业烟道气所含NO浓度不同。天然气产生的工业烟道气其NO浓度大致为50~100PPM，煤和石油产生的烟道气浓度大致为300~600PPM，生产硝酸的工业尾气中NO浓度一般在2000PPM以上。从表1提供的部分实验数据可知，LYWS-5脱硝添加剂水乳液可在较大的NO浓度范围内有效地除去NO，这为本技术的实际应用展示了广泛的前景。无论以天然气或不同品质的石油，煤为燃料或硝酸生产厂均可用LYWS-5脱硝添加剂水乳液作为NO_X脱硝剂。

五、PH对NO除去率的影响

在反应过程中，随着NO不断被氧化为易溶于水的NO_X，溶液PH将不断降低，即体系随反应时间的推移其酸度逐渐提高。实验表明，当体系PH值小于3时，对NO的吸收明显不利，其       NO除去率将显著下降。当PH值大于5时，NO除去率保持在90%以上而且能保持平稳。这表明吸收液PH值对NO的脱除影响很大。通常以LYWS-5脱硝添加剂为吸收剂，使之在吸收液中形成缓冲溶液，可将吸收液PH保持在5~6的范围。

六、反应体系的LYWS-5脱硝添加剂/氮摩尔比

反应结果所消耗的LYWS-5脱硝添加剂/NO摩尔数与被脱除的NO_X摩尔数之比LYWS-5脱硝添加剂/NO摩尔比称为体系的LYWS-5脱硝添加剂/氮摩尔比。LYWS-5脱硝添加剂/NO是衡量LYWS-5脱硝添加剂水乳液法脱除烟道气中NO_X的一个重要的技术指标和经济指标。LYWS-5脱硝添加剂/NO较小表明，只需较少的LYWS-5脱硝添加剂即可有效的去除工业烟道中的大气污染物NO_X。从理论上讲，1摩尔LYWS-5脱硝添加剂可产生10摩尔臭氧，可以氧化10摩尔NO为NO₂。因此，如果不考虑LYWS-5脱硝添加剂的其它消耗，假设LYWS-5脱硝添加剂产生的O₃能100%与NO作用，其LYWS-5脱硝添加剂/NO摩尔比为0.2。但是LYWS-5脱硝添加剂在反应体系中，其反应行径不是单一的。而且所产生的O₃亦不可能100%用于氧化NO。O₃将与体系中的SO₃^2-，NO₂^-等还原性基团作用。故LYWS-5脱硝添加剂/NO摩尔比的理论值为0.5左右。实验结果，LYWS-5脱硝添加剂/NO摩尔比的实际值最低可达0.65，而最高值亦在10左右。前者是在LYWS-5脱硝添加剂用量较小（3g），NO浓度较高（610PPM）的情况下得到的，而后者则是在LYWS-5脱硝添加剂用量相同均为3g，而NO浓度较低情况（62PPM，约为前者1/10）得到的。显然后者的情况LYWS-5脱硝添加剂利用率较低，大量O₃未与NO作用就随烟道气流从尾管出口排掉了。与NO除去率类似，LYWS-5脱硝添加剂/氮摩尔比亦是多种因素作用影响的结果，它只有在NO除去率在有效范围内时才具有意义。如何既能保持有效的NO除去率，又能使LYWS-5脱硝添加剂/氮摩尔比接近理论值（0.6），只有通过提高实验效率，改进和完善实验条件来实现。

七、市场前景

LYWS-5脱硝添加剂对来自天然气、石油和煤化石燃料燃烧，汽车尾气，生产硝酸的工业尾气中的氮氧化物具有高效脱除能力，可用于热电厂以及其它工业烟道气脱硝。为了维持有效的NO除去率和较低的LYWS-5脱硝添加剂/氮摩尔比，提高LYWS-5脱硝添加剂在水中分散程度，减少LYWS-5脱硝添加剂在运行中管道、泵和反应器壁粘附等损耗，控制吸收液PH值及气体流速，以及LYWS-5脱硝添加剂浓度等是提高NO除去效率，降低反应成本的关键。除此之外，由于LYWS-5脱硝添加剂性质活跃，在空气中即自燃着火，故应自始至终重视安全，尽力防止一切意外事故的发生。

八、技术工艺

通过合理的设备和方式将水溶性LYWS-5脱硝添加剂均匀导入锅炉烟道内，对经过电除尘之后脱硫之前的烟气内的NO进行氧化，使之转变为能与石灰石浆液溶解的NO_X，现介绍LYWS-5脱硝添加剂配套的适用型高压喷雾设备，将混合了LYWS-5脱硝添加剂的水溶液经过高压喷雾之后喷入锅炉烟道，喷雾管件及喷雾喷嘴耐高温≥200℃，请参考：

一LYWS-5高压喷雾设备（进口配置）：

工作原理：由国际名牌西门子电机组合德国高压柱塞泵将过滤净化后的水加压至2--7ＭPa（最高可达15Mpa），再通过高压输送管（高压黄铜管、高压不锈钢管，耐高温≥200℃）传送到雾化喷嘴（耐高温≥200℃），经喷嘴雾化后以10--45μm 的细小微雾颗粒喷射至负载空间迅速达到混合效果（可通过更换不同类型的

喷嘴对雾化颗粒及喷雾角度、喷雾量大小进行调节）：

九、设备组成

1、泵站单元：采用德国进口柱塞泵，工作时产生最高15ＭPa 的高压水，利用压力传感器和变频器对泵站压力进行自动调节，可适应100 ㎏/h～1600 ㎏/h 流量间的稳压调整，并有多种保护功能。

2、喷雾单元：精密加工0-7号共8 款高精度造雾喷嘴，具有不易磨损、不易堵塞、压力损失小的特点。孔径：0.1mm ， 单嘴最大喷雾量：6～150 ㎏/h（在P=4ＭPa 时）

3、控制单元：控制方式为①自动循环式时序控制，即间歇喷雾式（可自由设定喷雾时间及间歇时间），设定完成后设备自动循环。也可设定为开关控制，根据实际工况进行人工操作开关机；操作简便。

4、高压分路阀单元

分路阀可根据要求实现高压水控预定程序向预定喷雾单元多路供水或泄水，适用于整体喷雾中的局部控制。

十、喷雾实例

十一、设备特点：

1、雾细： 微雾喷嘴每秒能产生50 亿个雾滴，雾滴直径仅10~45μm 可控，雾化效果迅速、显著。

2、 环保节能： 雾化1 公升水只需消耗6W 功率、仅使用洁净的水作为加湿载体，不产生任何污染。

3、可靠： 高压微雾主机采用进口工业型柱塞泵，可24 小时长期连续运转，喷嘴及水雾分配器无动力易损部件，在高粉尘环境中也不损坏。

4、卫生： 主机系统内的水是密封非循环使用的，不会导致细菌的繁殖。

5、 喷雾量: 主机最大输出流量从100kg/h～1600kg/h,可进行调节，在流量范围内可任意配置喷雾头，还可任意组合进行喷雾精度的调整。

6、 稳定性：主机配备多重保护功能及应用功能：1 缺水停机报警、2 蜂鸣报警器、3 急停开关、4 自动压力平衡、5 停机自动泄压、6 过载保护、7 漏电保护、8 相序保护、9 压力调节阀、10 压力显示表、11 水位传感器、12 自动软水供水、13 水箱清洗排污口、14 出水高压电磁阀、15 高压过滤阀、16 智能控制器、17、整体加厚全不锈钢材质、18 定时开关机、19 液晶人机界面、20 进口电机、21 进口高压泵等（不同机型配置各异）。

十二、明细配置