氧化脫硝技術(shù)是將難溶于水的NO氧化為高價態(tài)的NOx，其中NO2在水中溶解度分別為213g/dm3，利用高價態(tài)NOx易溶易吸收的特性，借助原有的脫硫工藝完成脫硝，實現(xiàn)超低排放。
1、氧化原理
就當前綜合使用情況來看，非臭氧法氧化工藝，如亞氯酸鈉溶液法、二氧化氯法具有低溫條件下氧化效率高、氧化選擇性強、只氧化到NO2，無更高價氮氧化物。
亞氯酸鈉溶液/二氧化氯氣體具備強氧化性，在低溫（80~150℃）下，接觸時間0.3~1s內(nèi)實現(xiàn)快速地將NO氧化為NO2，且對NO具有良好的氧化選擇性[2]。
2、吸收原理
實現(xiàn)NO的高效氧化后，主要氧化產(chǎn)物NO2和SO2的協(xié)同吸收是脫除系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。氧化法可以配合多種脫硫工藝實現(xiàn)同步脫硫脫硝。在此，以目前使用范圍廣、運行穩(wěn)定的半干法循環(huán)流化床（CFB）工藝為例，分析NO2的吸收原理。
在氧化法結(jié)合半干法脫硫脫硝工藝中，CFB吸收塔內(nèi)濕度較低，水在吸收劑顆粒表面形成一層液膜，與氣相中的SO2和NO2發(fā)生氣-液-固三相反應(yīng)[3-4]。
一方面，部分NO2在吸收劑表面液膜中直接被水和堿性吸收劑吸收，生成硝酸鈣和亞硝酸鈣[2,5]。
另一方面，SO2對NO2的吸收存在較強的促進作用，在吸收劑表面的液膜中，SO2與H2O快速反應(yīng)生成SO32-，SO32-具有還原性，可以與NO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。有研究表明，通過增加顆粒表面的相對濕度，增加顆粒表面液膜中SO32-濃度，從而促進NO2的吸收[2,5]。
在吸收塔內(nèi)，通過吸收劑酸堿中和、以及SO2促進、NO和NO2協(xié)等多因素耦合作用機理，可實現(xiàn)NO2的高效吸收，滿足NOx的排放濃度50mg/Nm3以下。
氧化脫硝技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用
對于與脫硫工藝配套的氧化法脫硝而言，前期限制其大規(guī)模應(yīng)用的主要一點便在于NO2的吸收。該工藝運用初期，經(jīng)由NO氧化生成的NO2難以被后續(xù)脫硫工藝充分吸收，吸收率約在60~80%左右，煙囪出口形成黃煙（據(jù)相關(guān)研究，煙囪排出氣體中NO2濃度大于約10ppm時，可觀測到黃煙現(xiàn)象），煙氣觀感差，難以實現(xiàn)真正意義的超低排放。但隨著技術(shù)的機理性深入研究與實踐探索，現(xiàn)有氧化法脫硝已可通過調(diào)節(jié)NO氧化比例、調(diào)控脫硫工藝系統(tǒng)運行參數(shù)、采用復(fù)配脫硫劑等多重方法實現(xiàn)NO2的高效吸收，吸收率可達90%以上，同時控制運行成本在合理范圍之內(nèi)。一般入口NOx濃度在300mg/Nm3水平情況下，可以滿足NO2濃度長期穩(wěn)定保持在5ppm左右，NO濃度長期穩(wěn)定保持在7~10ppm之間波動。這樣即可滿足觀感沒有黃煙現(xiàn)象，又可以保證出口NOx濃度不高于30.8mg/Nm3左右的超低排放水平要求。
隨著脫硝技術(shù)的升級，相關(guān)監(jiān)測設(shè)備也在不斷完善。為滿足超低排放監(jiān)測需要，環(huán)保部于2017年發(fā)布了新的環(huán)保規(guī)范（《HJ75-2017固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》），明確要求煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)中氮氧化物測量需對NO和NO2同時進行測量，不允許只監(jiān)測煙氣中的NO，從而保證測量結(jié)果的真實可靠。
目前市場上可同時直接測量NO和NO2的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)分析儀主要有紫外差分吸收分析儀、高溫濾波紅外分析儀以及傅里葉紅外分析儀。該種直接測量NO和NO2含量的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)測量準確但成本投入較高，相對應(yīng)用較少。應(yīng)用更多的為通過轉(zhuǎn)化爐將NO2轉(zhuǎn)化為NO后一并測量。市場中NO2轉(zhuǎn)換爐通常采用鉬作為催化劑，在高溫環(huán)境下將NO2還原為NO，進而測得NOx總量。在前端脫硫脫硝裝置正常運行情況下，轉(zhuǎn)化爐的壽命可在兩年左右（以雪迪龍NOX-001轉(zhuǎn)換器為例，轉(zhuǎn)換效率≥95%，NO2濃度<200ppm，壽命14個月以上），定時維護，到期更換，可保證高轉(zhuǎn)換效率運行，確保CEMS出口數(shù)據(jù)準確。 技術(shù)的升級更新，監(jiān)測手段的不斷完善，環(huán)保大數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，保證了氧化法脫硝實現(xiàn)了真正意義上的超低排放。