基于氨逃逸的scr系统喷氨优化设计

《基于氨逃逸的scr系统喷氨优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于氨逃逸的SCR系统喷氨优化设计　　摘要：随着经济不断发展，国家对环境的保护政策要求逐年提高，有些省市甚至把氨逃逸浓度作为考核条款，因此对脱硝系统进行优化调整越发重要。选择性催化还原法（SCR）的烟气脱硝技术具有高脱硝率、低氨气逃逸率的特点，已成为应用最广的技术。该文根据SCR的脱硝反应原理，分析出影响脱硝的因素，为脱硝反应器内喷氨的优化调整提供对策，从而有效地减少氨气的逃逸率。　　关键词：烟气脱硝SCR技术氨逃逸喷氨优化　　中图分类号：X773文献标识码：A文章编号：1672-3791（2016）09（a）-0046-03

2、　　随着我国经济的稳定增长，电力市场逐步开放，使得电力的需求量和火电企业的规模在不断增加。火力发电厂是资源消耗型企业，在生产过程中消耗了大量的化石能源和其他资源，同时向周围环境排放大量有害物质。因此火电企业的大气污染控制，在我国大气污染防治中占有重要地位。　　氮氧化物（NOx）是火电企业排放的主要污染物之一，有不同的组成形式，如，NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等，其中NO和NO2所占比例为90%以上，是导致酸雨、光化学烟雾、雾霾、臭氧层空洞等环境问题的重要原因。近年来，国家对大气中NOx的减排指标日益严格，

3、现有所有火电机组NOx排放标准为100mg/Nm3（特殊规定执行200mg/Nm3），有专家预测未来燃煤锅炉的氮氧化物排放限值将会降低至507mg/Nm3。因此，开发出高效可靠的NOx污染治理技术迫在眉睫。　　1脱硝技术　　目前，在火电厂NOx污染物控制技术中，多用低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术。低NOx燃烧技术根据燃煤锅炉生成的NOx，主要由NO、NO2及微量N2O组成，采用燃烧优化、空气分级、燃料分级、烟气再循环、低NOx燃烧器等技术来降低NOx排放浓度。烟气脱硝首先采用低NOx燃烧技术，在此基础上还不能满足GB13223

4、-2011《火电厂大气污染物??放标准》要求（如表1），可以采用选择性催化还原烟气脱硝（SCR）、选择性非催化还原烟气脱硝（SNCR）或选择性催化还原烟气脱硝/选择性非催化还原烟气脱硝（SCR/SNCR）技术，以到达满足国家排放标准，而SCR烟气脱硝技术应用的最为广泛[1]。　　1.1SCR脱硝反应原理　　国内火力发电厂一般采用SCR同时辅助低氮燃烧技术，SCR的化学反应机理比较复杂。主要是NH3在一定催化剂（常用催化剂活性成分为V2O5/W2O3，载体为TiO2）的作用下，烟气温度位于催化剂活性温度300℃～400℃之间，有

5、选择地把烟气中的NOx还原为N2，同时生成水[2]。具体脱硝反应如下所示。　　4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1）　　NO+2NO2+2NH3→2N2+3H2O（2）　　6NO2+8NH3→7N2+12H2O（3）7　　其中反应（1）是主反应。因为烟气中的大部分NOx均是以NO的形式存在的，在没有催化剂的情况下，这些反应只能在很窄的温度范围内进行（980℃左右），通过选择合适的催化剂，可以降低反应温度，并且可以扩展到适合电厂实际工况的290℃～430℃范围[3]。其主要反应过程如图1所示。　　1.2SCR的布置方式　

6、　选择性催化还原（SCR）主要采用4类布置方式：高灰高温型、低灰高温型、低灰低温型和烟道型[4]。每种SCR工艺均具有自己的特点，国内目前火力发电厂主要采用高灰高温型布置（如图2）。　　高灰型SCR反应器布置在省煤器出口和空气预热器进口之间，适用于相对恶劣的工作环境，催化剂活性惰化较快，烟气温度合适（320℃～420℃），经济性最高[5]。但是该布置方式下，催化剂容易受到飞灰对其造成的污染、腐蚀、磨损和堵塞，使得催化剂寿命相应减短。　　2影响SCR脱硝系统的因素　　2.1NOx/NH3混合度的影响　　SCR烟气脱硝反应的脱硝效

7、率直接取决于烟气中NOx与NH3的混合度，从理论上讲，lmol的NOx完全被还原需要lmol的NH3，因此若喷氨量不足就容易降低脱硝效率，若过量喷氨保证了脱硝效率却又容易造成二次污染。因此当氨氮混合达到合理当量比，反应则充分完全，定义氨氮比不均匀性系数为：7　　式中：为氧氮比不均匀性系数；为入口界面上氧氮比标准差；为人口界面上氨氮比均值。如果过低则将造成SCR反应器局部区域脱硝效率降低或因NH3的过剩而形成氨逃逸，因此通过合理地布置烟道中导流板的位置、喷嘴格栅及喷嘴的流速，可以有效避免由于氨和烟气的混合不均带来的问题。保证系统

8、内良好的氨氮混合比对实现SCR系统的超低排放及减少氨逃逸与硫酸氢铵（ABS）生成，具有重要意义[6]。　　2.2温度的影响　　在烟气量和NOx/NH3恒定的条件下进行实验，发现低温段NOx脱除率相对较低，随温度上升NOx脱除率逐渐增大，当达到一定温度后保持相对稳定，随温度的进