影響我廠煙氣脫硝效率的主要因素

1、影響我廠煙氣脫硝效率的主要因素陳振王彥琳摘要從SCR煙氣脫硝基本原理入手， 主要分析了影響火電廠 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)脫硝效率的主要因素， 定性分析了反應(yīng)溫度、NHA NOx摩爾比、接觸時(shí)間等主要參數(shù)與脫硝效率之間的關(guān)系。關(guān)鍵詞選擇性催化還原脫銷脫硝效率氮氧化物1 SCR煙氣脫硝基本原理選擇性催化還原脫硝是在一定溫度和催化劑的作用下，還原劑“有選擇性”地把煙氣中的NOx還原為無毒、無污染的 N2和H20,如圖所示。SCR兌銷反應(yīng)原理我廠應(yīng)用的還原劑是氨水。以氨為還原劑的煙氣脫硝基本反應(yīng)方程式為：4NO+4NH3+0 -4N2+6H202N02+4NH3+O3N2+6H20上面第一個(gè)反應(yīng)是主要的，

2、因?yàn)闊煔庵袔缀?5%的NOx是以NO的形式存在。在沒有催化劑的情況下，上述反應(yīng)只在980 C左右的溫度進(jìn)行。通過選擇合適的催化劑，反應(yīng)溫度可降低到適合火電廠實(shí)際使用的 280 420C溫度范圍。我廠是以鈦 -釩為活性物質(zhì)，在反應(yīng)條件改變時(shí)還可能發(fā)生 以下副反應(yīng)：4NH3+5024NO+6H202NH3一 N2+3H24NH3+302- -2N2+6H20發(fā)生NH3分解和NH3氧化成NO的反應(yīng)都是溫度在 350度以上，450度以上開始激烈起來。反 應(yīng)溫度在300度以下時(shí)僅有NH3氧化成N2的副反應(yīng)可能發(fā)生。2 SCR脫硝效率的主要影響因素在SCR脫硝工藝中，影響脫 NOx效率的主要因素是反應(yīng)溫度

3、、NH3/NOx摩爾比、反應(yīng)時(shí)間及催化劑性能等。2. 1反應(yīng)溫度的影響以在管式固定床反應(yīng)器中采用V2O5/TQ2催化劑為例，試驗(yàn)研究了反應(yīng)溫度對(duì)NOx脫除效率的影響，結(jié)果如圖2所示。2d -150 200150 乂 03504007>r圖2 SCR反應(yīng)特性及反應(yīng)溫度對(duì) NOx脫除效率的影響由圖2可知反應(yīng)溫度對(duì) NOx脫除有較大影響。當(dāng)反應(yīng)溫度在200310C時(shí)，隨著反應(yīng)溫度的升高，NOx脫除效率快速增加。當(dāng)溫度大于310 C時(shí)，隨著反應(yīng)溫度的升高，NOx脫除效率逐漸下降。根據(jù)SCR1氣脫硝基本原理可知，當(dāng)反應(yīng)溫度超過某一定值時(shí)，NH3被氧化生成NO的反應(yīng)加劇，導(dǎo)致脫硝效率下降。催化劑承受

4、的溫度一般不得高于420 C,超過此限值，容易引起催化劑燒結(jié)，從而導(dǎo)致脫硝效率和催化劑活性大大降低。根據(jù)我廠余熱鍋爐各段煙氣溫度的高低，所以設(shè)計(jì)時(shí)將SCR反應(yīng)器布置在鍋爐高壓蒸發(fā)器與高壓省煤器之間。2. 2 NH3/NOx摩爾比對(duì)脫硝效率及氨逃逸率的影響NH3/NOx摩爾比對(duì)脫除效率的影響如圖3所示。由圖3表明在一定范圍內(nèi) NOx脫除效率隨著NH3/ NOx摩爾比的增加而增加。如果 NH3投人量超過需要量，NH3氧化等副反應(yīng)的反應(yīng)速率將增大，從 而導(dǎo)致脫硝效率降低，同時(shí)也會(huì)增加凈化煙氣中未轉(zhuǎn)化NH3的排放濃度，從而帶來 NH3對(duì)環(huán)境的二次污染。一般 NH3/NOx的摩爾比控制在 1.2以下。圖

5、3 NH3/ NOx摩爾比對(duì)NOx脫除率的影響2. 3接觸時(shí)間對(duì)脫硝效率的影響脫硝效率與接觸時(shí)間的關(guān)系如圖4所示。由圖4可知，脫硝效率隨反應(yīng)氣體與催化劑接觸時(shí)間的增加而迅速提高，接觸時(shí)間增至200 ms左右時(shí)，脫硝效率達(dá)到最大值，隨后隨著接觸時(shí)間的進(jìn)一步增加，脫硝效率反而下降。這主要是由于反應(yīng)氣體與催化劑的接觸時(shí)間增加，有利于反應(yīng)氣體在催化 劑微孔內(nèi)的擴(kuò)散、吸附、反應(yīng)和產(chǎn)物氣的解吸、擴(kuò)散，從而使脫硝效率提高；若接觸時(shí)間過長(zhǎng)，NH3氧化反應(yīng)開始發(fā)生，將導(dǎo)致脫硝效率下降。3結(jié)論(1) 脫硝效率受溫度變化影響很大，而且SCR法煙氣脫硫技術(shù)存在一個(gè)最佳的反應(yīng)溫度范圍，當(dāng)實(shí)際反應(yīng)溫度低于該范圍時(shí)，隨著反

6、應(yīng)溫度的增加，脫硝效率增大，超過該反應(yīng)溫度范圍，隨著反應(yīng)溫度的增加，脫硝效率反而下降。且溫度范圍控制必須保證催化劑的活性及安全，我廠要求最低控制 在280度，長(zhǎng)時(shí)間低溫運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致催化劑表面結(jié)晶，溫度過高又容易引起催化劑燒結(jié)。(2) NH3 / NOx摩爾比對(duì)脫硝效率和氨逃逸率都有較大影響，SCR法煙氣脫硫技術(shù)存在一個(gè)最佳的NH3/ NOx摩爾比值，當(dāng)實(shí)際 NH3/NOx摩爾比低于該最佳值時(shí)，隨著NH3/ NOx摩爾比的增加，脫硝效率增大，且氨逃逸率變化不大，超過該最佳值，隨NHA NOx摩爾比的增加，脫硝效率反而下降，且氨逃逸率急劇增大。我廠安裝時(shí)未設(shè)置逃逸率測(cè)點(diǎn)，通過上述分析，加裝逃逸率測(cè)點(diǎn)可提高調(diào)整時(shí)的精度，降低二次污染物排放。(3) 脫硝效率隨反應(yīng)氣體與催化劑接觸時(shí)間的增加而迅速增加，接觸時(shí)間增至某一最佳值時(shí)，脫硝效率達(dá)到最大值，隨后隨著接觸時(shí)間進(jìn)一步增加，脫硝效率反而下降。參考文獻(xiàn)1 張楚瑩，王書肖，邢佳，等中國能源相關(guān)的氮氧化物排放現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析J 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008,28(12):2470 2479.2 王志軒，潘荔，張晶杰，等.我國燃煤電廠“十二五”大氣污染物控制規(guī)劃的思考 J.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2011 , 1(1) : 63 71.3 孫