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影响选择性催化还原SCR脱硝效率的因素分析

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时间:2017-10-31 17:05:33
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影响选择性催化还原SCR脱硝效率的因素分析北极星环保网讯:大型电站锅炉在进行煤粉燃烧时会产生大量的氮氧化物。这些氮氧化物对人体健康造成直接危害,同时造成严重的环境污染。文章分析了影

北极星环保网讯:大型电站锅炉在进行煤粉燃烧时会产生大量的氮氧化物。这些氮氧化物对人体健康造成直接危害,同时造成严重的环境污染。文章分析了影响选择性催化还原法烟气脱硝效率的主要因素,重点分析了脱硝效率随烟气流量、烟气温度、入口NOX浓度、氨氮摩尔比(NH3/NOX)、停留时间的变化规律。

SCR脱硝

关键词:SCR;脱硝效率;烟气处理

大型电站锅炉在进行煤粉燃烧时会产生大量的氮氧化物,其主要成分是一氧化氮、二氧化氮和氧化二氮。这些氮氧化物对人体健康造成直接危害,同时会参与形成光化学烟雾、酸雨、造成严重的环境污染。氧化二氮还是一种温室气体并会破坏大气臭氧层。目前燃煤电站的NOX控制途径主要包括低NOX燃烧技术和烟气脱硝技术。

其中低NOX燃烧技术包括低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和烟气再循环技术。空气分级燃烧技术被广泛应用,其中有德国的WS型、DS型、SM型燃烧器,美国的DRB型燃烧器,日本的PM型燃烧器。烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)。

选择性非催化还原技术由于具有脱硝效率低、反应温度范围狭窄、二次污染、腐蚀设备、控制较难等局限性未能得到广泛的工业应用,只适合中小型电厂锅炉改造。选择性催化还原技术以其脱硝效率高(可达90%)、技术成熟、无二次污染等优势在国内外得到广泛应用。随着国家最新环保标准(GB13223-2011)的出台,为了达到最新NOX排放要求,大批国内现有火电机组都进行了脱硝改造,绝大部分采用了低氮燃烧技术配合选择性催化还原(SCR)技术。

1选择性催化还原法SCR脱硝原理

SCR脱硝原理如图1所示:向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其他还原剂,在催化剂的作用下烟气中的NOx被氨还原为氮气和水。通常选用的还原剂为液氨、氨水、尿素,无论以何种形式使用氨,均要使氨和烟气混合,利用喷氨格栅将其喷入SCR反应器上游的烟气中。

SCR脱硝

NO被还原的反应方程式:

SCR脱硝

NO2被还原的反应方程式如下:

SCR脱硝

2影响SCR脱硝效率的主要因素

影响SCR系统脱硝效率的主要因素包括烟气流量、烟气温度、入口NOX浓度、飞灰特性、催化剂的结构类型、氨氮摩尔比(NH3/NOX)、停留时间、NH3/NOX的混合效果等。

2.1烟气流量

图2为丰润热电1号机组(300MW)脱硝效率与烟气流量的关系曲线,从图2中可以看出,在其他反应条件不变的条件下,随着SCR反应器入口烟气量的增大,NOX的脱除率逐渐降低。这表明,催化剂体积与其处理烟气量的能力有着直接关系,烟气量超过设计值会导致脱硝效率明显下降。

SCR脱硝

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