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1、第40卷第2期锅炉技术Vol.40,No.22009年3月BOILERTECHNOLOGYMar.,2009文章编号:CN31-1508(2009)02-0063-05高级空气分级脱硝特性的实验研究李超,吕学敏,罗永浩,陆方,段佳(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240)关键词:NOx;空气分级;喷氨;SR;NSR摘要:在一台20kW电加热多功能低NOx试验台上对高级空气分级空气分级富燃料区喷氨脱除NOx进行了实验研究。研究发现,主燃区过量空气系数SR1、温度T以及化学计量比NSR是影响氨剂对NOx
2、还原的重要参数。1000时,较小SR1不利于氨剂对NOx的还原。增大SR1时,由于初始NOx水平较高,能一定程度上提高喷氨后的脱硝效率。主燃区温度为1300时,在SR1=0.75、SR1=0.85下喷氨都能提高10%左右的脱硝效率,但在SR1=0.95、SR1=0.99时,较大NSR下,脱硝效率有一定回落。高温能促进较小SR1下喷氨后的脱硝效果,但在SR1较大时,高温对氨剂还原NOx不利。大部分试验工况下,NSR在1.5~2范围内,脱硝效率取得最佳值。中图分类号:X773文献标识码:B为主燃燃料的空气分级主燃区喷入氨剂,并称之0
3、前言为高级空气分级(advancedairstaging)。研究表氨基活化剂(NAgent)作为氮氧化物的还原明,进入主燃区的氨剂能够在空气分级的基础上剂,在SCR和SNCR技术中已经有较深入的研究和进一步还原NOx。近些年来,建立在空气分级基[1-2]实际应用。这两项技术都属于烟气脱硝。SCR础上的富燃料区喷入氨基活化剂脱除NOx技术技术是在有催化剂的环境下,使氨剂和NOx发生反再次引起了人们的注意。美国REI公司、犹他大应,而不是被氧气所氧化。其优点是脱硝效率高,学等部门的科研工作者把空气分级的富燃料区但其设备成本较高,并且氨容
4、易泄露造成二次污喷入氨基活化剂(NAgent)的技术称为RRI[3]染。SNCR则是在没有催化剂存在的条件下,向(RichReagentInjection),并进行了一系列的实[11]烟气中喷入氨剂,有一个相对较窄的温度窗口验和模拟研究。在实际应用的130MW和[4](1200K~1350K),由于部分氨剂与烟气中的500MW旋风炉上的实验表明,RRI技术能在空O2反应,因此氨剂消耗量较大。近几十年来,许多气分级技术的基础上,进一步降低30%的氮氧科研工作者都致力于研究更高效、低成本的脱硝技化物排放。对煤粉炉的模拟结果也表明,富燃料术。例如
5、上世纪九十年代发展起来的高级再燃技区喷氨能有效降低NOx的排放。同样是富燃料[5~7]术,该技术是在再燃的基础上,在再燃区或者燃区喷氨过程,美国CE公司称之为高温SNCR尽区喷入氨剂以得到更高的NOx脱除效率。(HighTemperatureSNCR),并对该过程进行了[8][12]早在上世纪七十年代,Wendt等人就在以化学动力学模拟,也得到了类似的结论。CH4为主燃燃料的空气分级中对NH3在主燃区本文中,采用Greul等人对空气分级富燃料加入时的NOx脱除效果做过实验研究。研究表区喷氨的定义,称作高级空气分级。并以我国的明,随着主燃区SR
6、1减小,NOx的排放降低。这神木煤为主燃燃料,以氨气为氨基活化剂,对其说明,NH3在主燃区对NOx有还原作用。Bose进行了实验研究,以期为该技术在我国的发展和[9]等人对煤粉在富燃料环境中燃烧的研究中发应用提供可参考的试验数据资料。现,在以煤粉为主燃燃料的富燃料区内,中间产1实验物NH3的浓度较高时,NOx在富燃料区浓度的[10]下降速率更快。Greul等人曾尝试在以煤粉1.1实验装置收稿日期:2008-09-25基金项目:上海市科委重大攻关项目资助(05dz12027)作者简介:李超(1982-),男,河北邯郸人,硕士生,现读上海交通
7、大学机械与动力学院,主要从事富燃料区喷氨还原NOx的研究。64锅炉技术第40卷实验台系统结构如图1所示,本实验台是参硝效率的影响。具体实验条件如下表所示:照德国斯图加特大学20kWBTS实验台改造设表1试验工况计的,主要由以下几个部分组成:给粉系统、煤粉主要参数参数值燃烧系统、加热系统、测量系统、烟气取样分析系主燃燃料神木煤,1.5kg/h统以及控制系统等。主体是1根长2.5m、内径炉膛温度1000、1100、1200、1300200mm的刚玉管,刚玉管与外面的钢套之间填SRSR1=0.75、0.85、0.95、0.99SR2
8、=1.15充绝热层。实验台的加热部分共分为5段,电加NSR0.5、1、1.5、2、3热采用可控碳硅棒方式,5段独立加热,每段碳硅各入口位置NH3:L=0.9mOFA
