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SNCR脱硝氨耗量和氨逃逸的分析及对策

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SNCR脱硝氨耗量和氨逃逸的分析及对策

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SNCR脱硝氨耗量和氨逃逸的分析及对策

  氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一,它与碳氢化合物在强光作用下会造成光化学污染,排放到大气中的NOx是形成酸雨的主要原因,给生态环境带来严重的危害。目前,燃煤锅炉主流的NOx控制技术为低氮燃烧技术(LNB)和烟气脱硝技术,其中烟气脱硝技术主要包括选择性非催化还原反应(SNCR)、选择性催化还原反应(SCR)和SNCR/SCR联合脱硝技术。

  1、SNCR脱硝技术简介

  SNCR脱硝工艺是在不使用催化剂的条件下,将含有氨基的还原剂如液氨、氨水或尿素稀溶液等喷入炉膛温度为850-1100℃的区域,还原剂迅速热分解出NH3,再与烟气中的NOx进行选择性氧化还原反应,生成无害的N2和H2O等气体。由于整个反应过程中未使用催化剂,因此称之为选择性非催化还原脱硝技术。

  2、氨耗量和氨逃逸的影响分析及对策

  在脱硝反应过程中烟气中存在着没有参与反应的氨通过反应器排放到烟气中的现象叫氨逃逸。氨逃逸可能会导致如下的几个问题:易使下游装置如空气预热器积灰堵塞,造成压损升高以及低温腐蚀等问题;影响飞灰的品质,导致电除尘器极线积灰或布袋除尘器糊袋等问题;形成可见烟柱,增加PM2.5的排放;释放到大气中会对人体健康带来负面影响。其中运行过程中影响氨耗量和氨逃逸最重要的3个因素是:反应温度、还原剂与烟气的混合程度和NSR值。

  2.1反应温度

  反应温度对SNCR还原NOx的效率至关重要。从通常的实验以及工程运转状况来看,可以进行有效脱硝反应的最佳温度窗口为850-1100℃,反应温度过低或过高都会导致还原剂损失和脱硝效率下降。若温度过低,会导致NH3反应不完全,通常低于800℃的时候,反应速度减慢,脱硝效率下降,氨逃逸增加;当温度过高,譬如温度高于1200℃的时候,NH3与02的氧化反应会加剧,NH3更易于被氧化成为NOx,NOx排放量可能会不降反升。

  2.2还原剂与烟气的混合程度

  目前,SNCR技术在工业应用过程中,通常采用液体雾滴喷射的形式,喷入的还原剂与烟气在极短时间内得到充分混合同样是保证SNCR技术达到理想脱硝效率、减少氨逃逸的关键因素之一。还原剂与烟气的混合主要由喷射系统来实现,通过调整不同位置处的还原剂喷入量及雾化效果来提高混合程度。

  2.3氨氮摩尔比(NSR)

 

  氨氮摩尔比NSR即反应中氨与NO的摩尔比值,按照SNCR反应式,还原1molNO需要1mol氨或0.5mol尿素。但实际运行中喷入还原剂的量要比此值高,根据脱硝实验表明,当NSR小于2.0时,NOx的脱除效率会随着NSR值的增加而显著增加,同时有效温度区域范围会扩大。但是当NSR大于2.0时,随着NSR值的逐渐提升,NOx的脱除效率增加并不明显,NSR过大则会引起氨逃逸量增大,氨耗量升高。为提高脱硝效率、减少氨耗量和降低氨逃逸,SNCR的NSR值一般控制在1.2-1.5左右。