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煙氣脫硝技術比對(一):SNCR脫硝——新澤技術

日期:2024-05-16 信息來源:本站

SNCR選擇性非催化還原脫硝技術,系一種針對煙氣中NOx的末端處理技術。該技術主要將含有氨基的還原劑(主要為尿素或氨水)精準噴射至脫硝處中溫度維持在850-1150℃的特定區域。在特設的溫度條件及充足的氧環境下,該技術能夠選擇性地將煙氣中的NOx高效還原為無害的N2和H2O,從而實現對煙氣中NOx的有效去除與控制。鑒于整個反應過程中催化劑并未被應用,該技術被命名為選擇性非催化還原脫硝技術。

而影響SNCR(選擇性非催化還原脫硝技術)脫硝效率的因素有以下幾個:

1. 氨氮摩爾比

噴入氨的物質的量與煙氣脫硝裝置入口氮氧化物物質的量之比,在SNCR反應中,氨與NO的摩爾比值是一個關鍵的參數。理論上,還原1mol NO需要消耗1mol氨或0.5mol尿素。然而,在實際應用中,由于反應過程的復雜性以及氣體混合的不均勻性,所需還原劑的量往往要超過這一理論值,以確保實現較好的脫硝效果。

然而,實驗數據表明,當NH3/NO摩爾比值超過2.0時,NO的脫除率曲線將呈現出明顯的減緩趨勢。若NH3/NO比過大,不僅會導致氨氣逸出量顯著增加,還可能引發環境污染問題,并導致成本的上升。

因此,在實際操作中,SNCR工藝的NSR(氮選擇性還原率)通常被控制在1.2-1.5的范圍內,以在保證脫硝效果的同時,減少氨氣的過量使用,從而降低成本并避免環境污染。

2. 適宜的溫度

NOx的還原反應在特定溫度范圍內進行,鑒于SNCR技術未采用催化劑,因此需維持較高溫度以確保反應順利進行,其反應溫度通常介于850℃至1150℃之間。反應溫度對SNCR過程中NOx的脫除率具有顯著影響。若溫度偏低,將導致NH3反應不完全,進而產生所謂的“氨穿透”現象,增加NH3的逸出量,形成二次污染。隨著溫度的升高,分子運動加劇,氨水的蒸發與擴散過程得以強化。對于SNCR而言,當溫度提升至800℃以上時,化學反應速率明顯加快,至900℃左右時,NO的消減率可達最高水平。然而,若溫度繼續攀升,超過1200℃后,NH3與O2的氧化反應將變得更為劇烈,生成N2、N2O或NO等物質,導致煙氣中NOx濃度上升,進而使脫硝率下降。

3. 還原劑種類

多種含有氨基且在加熱時能夠分解釋放NH3的物質,均可作為SNCR反應的還原劑。其中,氨氣和尿素因其廣泛的應用而成為最為常見的還原劑選擇。這兩類還原劑在反應機理上存在差異,進而導致其脫除NOx的效率略有不同。

經過研究發現氨作為還原劑在1%含氧量和850~1050攝氏度表現的脫硝效果最好,而尿素在5%含氧量及1000攝氏度左右溫度下的脫硝效果也較為理想。

4. 還原劑反應時間

鑒于任何化學反應都需要經歷一定的時間過程,故在適宜的溫度區間內,務必確保還原劑在煙氣中保持充足的停留時長,以便有效進行還原反應。在相同條件下,增加還原劑在煙氣中的停留時間,將有助于提高脫硝效率。在這一時間段內,需確保NH3或尿素等還原劑與煙氣充分混合、水分完全蒸發、還原劑有效分解以及NOx的還原反應得以徹底完成。而霧化狀態的氨在分解爐內的停留時長則受到分解爐規模、煙氣流速經過分解爐的速率、溶液霧化效果以及霧場與煙氣混合方式的綜合影響。

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