臭氧用于脱销脱酸的曲折之路

臭氧用于脱销脱酸的曲折之路

臭氧用于烟气脱硝（NOx）和脱酸（SO?等酸性气体）的技术发展历程确实充满波折，政策与技术之间的博弈尤为明显。

一、技术起源与发展

（1）早期探索与理论基础

臭氧的强氧化性仅次于氟，在20世纪初已被发现，但将其用于烟气治理的研究始于20世纪70年代。美国环保署（EPA）在1970年代提出利用臭氧氧化烟气中污染物的概念。这便是早期探索的理论基础。

（2）美国·技术雏形

美国Babcock & Wilcox（B&W）公司在2000年代初开发了LoTOx低温氧化技术，将臭氧注入再生器烟道，将NOx氧化为高价态（如N?O?），随后通过洗涤吸收生成硝酸（HNO?）。该技术首次实现工业化应用，脱硝效率达70%~90%。

（3）德法·实验研究 

德国、法国等国在2000年代初期开展臭氧协同脱硫脱硝的实验室研究，验证了臭氧对SO?和重金属的氧化能力。

二、工程化应用

1.美日韩案例

 

2010年，LoTOx技术在石油精炼厂、燃煤电厂中推广，与湿法洗涤系统（如EDV系统）结合，形成一体化脱硫脱硝工艺

2010年末，日韩钢铁企业将臭氧氧化与活性焦吸附技术耦合，用于烧结烟气治理。

 

三、国内技术发展

1.浙江大学的开创性研究

2003年，王智化团队率先开展活性分子（如臭氧）低温氧化多污染物协同脱除技术研究。

2005年获得国家发明专利授权。

2007年，团队通过实验验证了臭氧氧化脱硝的路径及协同脱硫效果。

技术突破的意义在于首次将臭氧氧化与湿法吸收结合，突破传统SCR技术对高温（300-400℃）的依赖，为后续低温SCR、活性焦吸附等技术的开发提供理论基础。

2.北京科技大学的研究进展

2006年-2008年构建臭氧氧化反应动力学模型。

北京科技大学团队通过实验与理论结合，建立了臭氧氧化NO的基元反应网络，首次提出臭氧分解产生活性自由基（·OH）的竞争机制，发现臭氧氧化NO的速率常数与温度呈负相关，并量化了温度（20-180℃）、O?浓度对脱硝效率的影响规律，提出“臭氧预氧化+湿法吸收”协同脱硫脱硝工艺。

针对臭氧氧化产生的硝酸盐（NO??）积累问题，开发了“臭氧-活性炭联合吸附”技术，通过活性炭表面官能团（如羧基、羟基）与硝酸盐的络合作用，将硝酸盐浓度从5000mg/L降至50mg/L以下。

2015年，北京科技大学团队后续开发了臭氧-等离子体协同氧化技术。

2023年清华大学出版社将该模型被纳入《水处理高级氧化技术》教材。

3.华北电力大学的研究突破

2005-2007年，液相臭氧氧化脱硫脱硝实验中发现在pH 3-5、温度20-65℃条件下，臭氧液相氧化NO的脱硝效率达84%-89%，脱硫率接近100%，SO?会竞争臭氧氧化，需通过预脱硫（如NaOH喷淋）提升协同效果。

华电力团队转向臭氧-光催化深度脱硝研究（2018年国家科技支撑计划项目）。

四、技术与政策的博弈

1.技术瓶颈

因早期设备密封性差导致臭氧泄漏逃逸，污染风险增大。2019年山东省生态环境厅紧急叫停新建臭氧脱硝项目，要求已建项目限期改造。

2.技术改进

2020-2022年随着技术改进（如臭氧发生器能耗降低30%），江苏、广东等地逐步重启试点。

3.国家政策扶持

2023年科技部将“臭氧氧化协同液相吸收脱硫脱硝技术”列入《国家绿色低碳先进技术成目录》，标志其正式进入主流技术序列。

4.产业利益冲突

2019年山东叫停事件是环保产业技术迭代的典型缩影：传统脱硝企业依托成熟技术与政策惯性抵制变革，新兴环保技术企业借助技术创新与政策红利推动替代。最终，政策通过“有限支持+严格监管”平衡双方利益，推动产业向低碳、高效方向升级。这一过程既体现了市场对技术可行性的选择，也反映了政策在“产业发展”与“环境安全”间的权衡。

5.未来趋势

臭氧脱硝脱酸技术的“政策反转”本质上是“技术成熟度、环境效益与经济性”三者动态平衡的结果。

未来该技术能否大规模推广，取决于成本控制能力和副产物资源化链条的完善，而政策端需通过标准制定和产业引导，化解“中央鼓励、地方观望”的割裂局面。