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选择性非催化还原SNCR脱硝反应影响因素分析

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-08-07
选择性非催化还原SNCR脱硝反应影响因素分析
生活垃圾焚烧既能发电,又能实现90%以上的减容,因而成为城市生活垃圾处理的方向及发展趋势。近年来在国家产业政策鼓励下,我国垃圾焚烧发电厂数量和处理规模逐年增加,各大中城市都在陆续新上垃圾焚烧发电项目。
我国生活垃圾水分含量普遍较高且成分复杂,这对焚烧后的烟气净化工艺提出了更严苛的要求。目前国内主流的垃圾焚烧烟气脱硝工艺为选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)。SNCR脱硝技术相对于SCR技术而言,投资及运营成本相对低廉,故应用更为广泛。在垃圾焚烧过程中,由于炉膛烟温不均、温度窗狭窄以及反应停留时间短等因素都严重制约了SNCR 脱硝效率,同时易引发较高的氨逃逸。 本文以氨气为还原剂,重点分析不同温度、一氧化氮起始质量浓度、氧气质量分数及氨氮摩尔比等因素对SNCR脱硝效率以及氨逃逸的影响程度。

1、反应温度对脱硝效率和氨逃逸的影响
SNCR脱硝反应在特定温度范围内进行:温度过低,则反应缓慢,还原剂不能完全反应且会造成“氨穿透”,氨逃逸率增大脱硝效率降低;温度过高,则还原剂易被氧化,从而会生成更多的NOx。有研究结果表明:最佳脱硝反应温度为952℃,在827~1027℃,氨氮摩尔比为1:1时,效率达到80%。在750~950℃,氨逃逸逐步下降,其中:在800℃以下时,氨逃逸相对较大;而随着温度继续升高,当还原反应占据主导时,氨逃逸迅速下降;在950℃时,氨逃逸降至最低值; 在950~1100℃,氨逃逸几乎不变,由于此时氧化反应占主导作用,脱硝效率则逐渐下降。
2、一氧化氮起始质量浓度对其出口质量浓度及脱硝效率的影响
当氨氮摩尔比、烟气流量维持不变,反应温度为900℃时,随着一氧化氮起始质量浓度的增加,脱硝效率升高;同时,一氧化氮出口质量浓度增幅并不明显。由于反应达到平衡时,其一氧化氮质量浓度就是最低的一氧化氮出口质量浓度,当氨氮摩尔比维持不变时,一氧化氮起始质量浓度的改变并不会打破原先的平衡状态。

3、氨氮摩尔比对氨逃逸及脱硝效率的影响
随着氨氮摩尔比的增加,脱硝效率会有一定程度的提高。但当还原剂过量时,运营成本以及氨逃逸也会增加。
4、氧气质量分数对于氨逃逸及脱硝效率的影响
从脱硝机理可知,氧气对于脱硝反应起着关键作用。脱硝反应不会在缺氧条件下发生。随着氧气质量分数的增加,氨逃逸及脱硝效率都有不同程度的下降,由于脱硝反应是氧化反应及还原反应共同作用的结果,氧气质量分数增加,加快了氧化及还原反应速度,使温度窗逐步降低。由于氧化反应对于氧气质量分数的升高更加敏感,致使反应在较低温度下就可进行,故脱硝效率随之降低。

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