Tecnología de desnitrificación con ozono: principios, diseño y análisis de aplicaciones
1. Descripción técnica general y antecedentes
Descripción general de la tecnología DeNOx
Actualmente, existen varias tecnologías de deNOx consolidadas en el mercado, incluyendo la reducción catalítica selectiva (SCR), la reducción no catalítica selectiva (SNCR) y la deNOx con ozono. Cada una de estas tecnologías presenta sus propias ventajas y es adecuada para diferentes entornos y condiciones. Para grandes calderas de carbón, la SCR suele ser la tecnología preferida; para la incineración de residuos, hornos de cemento o calderas de lecho fluidizado circulante (CFB), la SNCR es más económica y aplicable. Sin embargo, algunas unidades pueden no ser totalmente compatibles con ninguna de las dos tecnologías. En estos casos, la deNOx con oxidación con ozono se convierte en una alternativa adecuada.
Este artículo profundizará en los principios, las reacciones químicas, los factores clave que influyen, la configuración del sistema y el diseño de ozono asistido por CFD.deNOx.
Ventajas del ozono DeNOx
Debido a las poderosas propiedades oxidantes impartidas por la inestabilidad del ozono, el ozonodeNOxElimina la necesidad de catalizadores y agentes reductores, logrando cero emisiones. Este método no solo es rentable, sino que también demuestra las ventajas de no requerir absorbente, catalizador ni contaminación en el proceso de craqueo catalítico (FCC), lo que lo convierte en una solución avanzada para el control de la contaminación por óxido de nitrógeno.
2. Principio y aplicación de la desnitrificación con ozono
El ozono (O₃) es una forma de oxígeno de alta energía. Es incoloro, pero tiene un olor característico y es extremadamente inestable. Sin embargo, esta inestabilidad le confiere potentes propiedades oxidantes, lo que le permite ser muy eficaz en la esterilización, descontaminación, blanqueo y desodorización. En el sector del tratamiento de agua, el ozono se utiliza ampliamente para esterilizar y desinfectar el agua potable, eliminando contaminantes como compuestos orgánicos mediante generadores artificiales de ozono sin causar contaminación secundaria.
Control de óxido de nitrógeno
El ozono es un método eficaz para controlar la contaminación por óxidos de nitrógeno, especialmente en el proceso de FCC, donde se ha utilizado ampliamente para eliminarlos. Este método no requiere catalizadores ni agentes reductores y logra un proceso de limpieza cíclico sin emisiones.
El ozono reacciona con los óxidos de nitrógeno.
El ozono reacciona rápidamente con los óxidos de nitrógeno, sin necesidad de catalizador y produciendo únicamente oxígeno y agua. Su ventaja reside en su alta selectividad. Al controlar el tiempo de reacción y la cantidad de ozono, se puede controlar fácilmente la reacción de oxidación de compuestos como el CO y el SOx, aumentando así el aprovechamiento del ozono en el proceso de desnitrificación.
3.Composición del sistema de desnitrificación por ozono
El sistema de desnitrificación con ozono consta principalmente de un generador de ozono, un reactor, un absorbente y un sistema de control. El generador de ozono produce ozono, el reactor facilita la reacción de oxidación entre el NO y el ozono, y el absorbente absorbe los óxidos de nitrógeno de alta valencia resultantes. El sistema de control regula diversos parámetros durante todo el proceso de desnitrificación para garantizar la eficacia y la seguridad.
Diseño del sistema y factores influyentes
La eficacia de la desnitrificación con ozono se ve afectada por múltiples factores, como la relación molar, el campo de concentración, la temperatura y el tiempo de reacción, y las características del líquido de absorción. Estos factores deben considerarse exhaustivamente en el diseño para lograr una desnitrificación y desulfuración eficientes.
El papel de la simulación CFD en el diseño
El proceso de oxidación del ozono se basa en gran medida en la tecnología de simulación CFD para optimizar el diseño de la red de ozono y el control de la temperatura de los gases de combustión. La simulación busca garantizar un contacto y una colisión adecuados entre los gases de combustión y el ozono, mejorando así la eficiencia y el rendimiento del sistema.
Al comprender mejor los principios y el diseño de sistemas de desnitrificación con ozono, junto con tecnología de simulación avanzada, podemos lograr una mayor eficiencia de desnitrificación y menores costos operativos en la práctica de ingeniería, contribuyendo así en mayor medida a la protección del medio ambiente. Asimismo, la experiencia acumulada en aplicaciones de campo proporciona una valiosa referencia para una mayor optimización de esta tecnología.
