浅谈VPSA 制氧在臭氧脱硝上应用的经济性

一、       项目概况

为了迎接G20峰会在杭州召开，响应国家环保要求，杭州萧山电厂在原有SCR基础上再后续上了臭氧脱硝，达到超低排放要求(NO化合物在10μg/m³)。

二、目前烟气脱硝概况

目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类，其中干法脱硝中的选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）技术是市场应用最广（约占60%烟气脱硝市场）、技术最成熟的脱硝技术，其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3自由基的还原剂，在高温下直接（或催化剂的协同下）与烟气中的NOx发生氧化还原反应，把NOx还原成氮气和水。但该技术也有其巨大的局限性，由于化学反应需要在高温下进行，而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说，排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温，因此低温烟气脱硝技术就成为市场的必须。
      低温烟气脱硝技术以低温氧化技术（LoTOx）最为简单有效，由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO（占95%），NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的氧化剂，在众多氧化剂中，臭氧是最环保清洁的强氧化剂，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物， O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O3，然后送入烟气中，可显著降低能耗。

在岑可法院士的带领下，王智化教授团队面向国家节能减排的重大需求、在国际上首次提出了活性分子多种污染物一体化脱除新思路，在国家自然科学基金、国家优秀青年基金、国家“973”计划课题和国家“863”计划项目的资助下，采用活性分子高效氧化NO、Hg0为可溶的NO2、Hg2+，同时实现苯、甲苯、二噁英等有机物大分子的氧化降解，结合碱液吸收实现SO2、NOx、Hg和二噁英等一体化协同脱除新方法。

      臭氧脱硝系统可使NOx排放减少到10μg/g以下，可满足最严格的减排要求。并且不会使SO2转化为SO3，此外，烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或 NOX脱除效率的影响并不明显，该系统不仅可以高效去除氮氧化物，而且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。同时它不存在堵塞、氨泄漏等问题。

三、VPSA制氧和液氧成本对比

氧气做为臭氧发生器的氧源，在臭氧脱硝中占比较重，现场有两种制氧方式：

1、        VPSA制氧机

2、        液氧储罐

以200Nm3/h的制氧机为例：

 通过计算可以看出，作为辅助设备的VPSA制氧机，其投资少，见效快，投资回收期短，对于长期需氧用户，只要工艺能满足要求，VPSA制氧机是非常经济的选择。

四、结语

VPSA制氧机所产氧气，纯度大于93%，露点达到-80°度以下，通过降噪厂房和整套减震消音措施，噪音可以达到环保要求。同时，因其开停方便和流量调节功能，使其更适合用于污水处理、脱硫脱销行业，配套臭氧发生器。目前，国内萧山电厂、济南热电、太阳纸业电厂等多套燃煤锅炉脱硝项目，配套VPSA制氧做为臭氧发生器的气源。并且，设计可靠的VPSA制氧机能长期稳定的工作，开车率高，维修量少，是污水处理、脱硫脱销烧等用氧源的理想选择，国外气体公司亦都采用同类流程‧

随着我国市场经济的不断发展和完善，工业企业作为自负盈亏、独立核算的商品生产者和经营者，不仅需参与市场竞争，而且还要不断地创造价值和使用价值。成本费用是一项综合反应企业管理质量的重要指标，也是企业进行决策的重要依据。变压吸附制氧机工艺日趋成熟，能耗也达到了相当水平，其在中小型现场供气领域已逐步取代了深冷装置，和液氧贮槽供气相比优势更是明显。