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脱硝喷枪厂家告诉您影响SNCR脱硝效率的因素

2021-06-06 05:38:04

脱硝喷枪厂家告诉您影响SNCR脱硝效率的因素

影响SNCR工艺重要的3个因素:还原剂与烟气的混合、反应温度和停留时间。

1. 温度范围

NOx 的还原反应发生在一特定的温度范围内进行,由于 SNCR 未使用催化剂故需要较高的温度来保证还原反应的进行( SNCR 的反应温度区间 850 ℃~ 1150℃)。

反应温度对 SNCR 反应中 NOx 的脱除率有重要影响。如果温度太低,这会导致 NH3 反应不完全,形成所谓的“氨穿透”,变大 NH3 逸出的量形成二次污染; 随着温度升高,分子运动加快,氨水的蒸发与扩散过程得到加强,对于 SNCR 而言,当温度上升到 800℃以上时,化学反应速率明显加快,在 900℃ 左右时, NO 的消减率达到大;然而随着温度的继续升高,超过 1200℃后,NH3 与 O2 的氧化反应会加剧,生成 N2、N2O 或者 NO,变大烟气中的 NOx 浓度,脱硝率反而下降。

2. 反应剂和烟气混合的程度

还原剂与烟气的混合程度决定了反应的进程和速度,还原剂和烟气在分解炉内是边混合边反应,混合的效果直接决定了脱销效率的高低。SNCR 脱硝效率低的主要原因之一就是混合问题,例如,局部的 NOx 浓度过高,不能被还原剂还原,导致脱硝效率低;局部的 NOx 浓度过低,还原剂未全部发生还原反应,导致还原剂利用率低还,增加氨逃逸。因此,还原剂与烟气的混合程度的充分与否, 直接影响脱硝成果。

目前, SNCR 工艺在工业上应用时, 还原剂的喷入方式多采用炉壁开孔侧喷, 由于工业锅炉横截面积较大, 还原气体很难深入到炉膛内部。

在现有分解炉,锅炉基础上,合理布置喷枪位置,调整不同位置处的还原剂喷入量及雾化效果来提高混合成度,提高脱硝效率。同时, 高的射流动量与烟气气流的动量比可以提高脱硝的性能, 烟气气流的湍流程度对混合有促进作用。由于水泥窑炉的湍流程度相对锅炉要好, 因而其混合程度较好,脱硝效率也比较高。

脱硝喷枪厂家

3. 还原剂种类

各种含有氨基,并在加热的时候分解放出 NH3 的物质都可以作为 SNCR 反应的还原剂,其中常用的还原剂是氨气和尿素,使用这两类还原剂时,其还原机理不同获得的 NOx 的脱除率略有不同。

国内外的学者研究了氨、尿素、碳酸氢铵、氰尿酸 异氰酸等多种不同还原剂的脱硝过程, 发现还原剂在不同的含氧量和温度下还原的特性不一样,氨的合适反应温度低, 异氰酸的合适反应温度高 , 氨、尿素、氰尿酸三种还原剂分别在:1%、5% 和 12% 的含氧量下脱硝效果好。在不同条件下各种氮还原剂的温 度 窗 口 不 一 样 , 一 般 情 况 下 氨 在 850-1050 ℃ , 尿 素 在900-1100 ℃ 。

4. 还原剂停留的时间

因为任何反应都需要时间,所以在合适的温度范围内须保证还原剂在烟气中有足够的停留时间,以期发生还原反应。在相同条件下,较长还原剂停留时间, 脱硝效果更好,在此时间内,NH3 或尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还原剂的分解和 NOx 的还原等步骤须全部完成,一般要求时间为 0.5s。而雾化状态的氨在分解炉的停留时间长短取决于分解炉的尺寸、烟气流经分解炉的速度、溶液雾化状况、雾场与烟气混合的形式等因素。我公司 SNCR 系统根据不同的类型锅炉来分别设计不同的方案,确保还原剂停留时间达到 0.5s 以上,确保更高的脱硝效率。

尿素氨水的额停留时间一般在 0.3-0.5s 之间。有实验表明停留时间从 100ms 升至 500ms,NOx 大还原率可从 60%升至 83%。左右。

5. 氨氮比(NSR)

即反应中氨与 NO 的摩尔比值,按照 SNCR 反应,还原 1mol NO 需要 1mol 氨或 0.5mol 尿素,但实际中还原剂的量要比这个量大,因为实际反应比较复杂, 且气体混合不均匀,要达到较好的脱硝效果就须变大还原剂量。但实验表明, 当 NH3/NO 比达到 2.0 以上时,NO 脱除率曲线明显变缓,NH3/NO 比过大则会引起氨气逸出量变大,造成污染,成本升高,目前 SNCR 的 NSR 一般控制在 1.2-1.5 左右。

6. 燃料对 SNCR 的影响

在锅炉燃用的燃料不同时,利用 SNCR 装置取得的脱硝效率略有不同。使用煤作为燃料时,灰分较高,煤灰中常常富含碱金属氧化物、CaO、Fe2O3 等活性物质。研究表明,灰分中的 CaO、Fe2O3 等物质能促进高温下 NOx 与 C 反应生成 N2,减少烟气中 NO、N2O 的浓度;而且 CaO 和 Fe2O3 等循环物料中的活性物质还对 NH3 与 NO 的反应有多相催化的作用,促进反应的进行,所以使用煤作为燃料时 SNCR 的脱除率较高。

7. 烟气气氛

烟气中的 O2、CO、H2O、H2、CHx 等成分都对脱硝反应产生一定的影响作用。在缺氧的情况下,SNCR 反应并不会发生。要在有氧的情况下,SNCR 反应才能进行。


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