选择性非催化还原SNCR脱硝反应影响因素分析
【SCR脱硝设备www.szyytxcl.net】城市生活垃圾焚烧不仅能发电,而且能实现90%以上的减容,因此已成为城市生活垃圾处理的方向和发展趋势。近年来,在国家产业政策的鼓励下,中国垃圾焚烧发电厂的数量和规模逐年增加。
中国城市生活垃圾含水率普遍较高,成分复杂,对焚烧后的烟气净化工艺提出了更加严格的要求。目前国内主流的脱氮工艺是选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)。与SCR技术相比,SNCR脱硝技术投资和运行成本相对较低,因此应用更为广泛。在垃圾焚烧过程中,SNCR脱硝效率受到炉膛烟温不均匀、温度窗窄、反应停留时间短等因素的严重制约,容易造成氨逸出高。本文以氨气为还原剂,分析了不同温度、一氧化氮初始质量浓度、氧质量分数和氨氮摩尔比对SNCR脱氮效率和氨逸出的影响。
1. 反应温度对脱硝效率和氨逸出的影响
SNCR脱硝反应是在特定的温度范围内进行的:温度过低,反应缓慢,还原剂不能充分反应,会造成“氨渗透”,氨逸出率增加,脱硝效率降低;如果温度过高,还原剂容易被氧化,会产生更多的NOx。研究结果表明:最佳脱硝反应温度为952℃,827 ~ 1027℃,氨氮摩尔比为1:1,效率达到80%。在750 ~ 950℃时,氨逸出量逐渐减少,800℃以下氨逸出量较大;随着温度的继续升高,以还原反应为主,氨逸出量迅速减少。在950℃时,氨逸出达到最低值。在950 ~ 1100℃,氨逸出基本不变,此时以氧化反应为主,脱硝效率逐渐降低。
2、一氧化氮初始质量浓度对其出口质量浓度和脱硝效率的影响
当氨氮与烟气流量的摩尔比保持不变,反应温度为900℃时,脱氮效率随一氧化氮初始质量浓度的增加而增加。同时,一氧化氮出口质量浓度的增加不明显。当反应达到平衡时,一氧化氮的质量浓度为一氧化氮出口的最低质量浓度。当氨氮的摩尔比保持不变时,一氧化氮的初始质量浓度的变化不会打破原来的平衡状态。
3.氨氮摩尔比对氨逸出和脱硝效率的影响
随着氨氮摩尔比的增加,脱氮效率会有一定的提高。但当还原剂过量时,操作成本和氨逸出也会增加。
4. 氧质量分数对氨逸出和脱硝效率的影响
从脱硝机理来看,氧在脱硝反应中起着关键作用。反硝化作用在缺氧条件下不发生。随着氧质量分数的增加,氨逸出和脱硝效率都有不同程度的下降,因为脱硝反应是氧化反应和还原反应的结果,氧质量分数的增加,加速了氧化还原反应的速度,使温度窗口逐渐降低。由于氧化反应对氧质量分数的增加更敏感,反应可以在较低的温度下进行,因此脱硝效率降低。
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