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1、第24卷第6期热能动力工程Vol.24,No.62009年11月JOURNALOFENGINEERINGFORTHERMALENERGYANDPOWERNov.,2009文章编号:1001-2060(2009)06-0796-07气态氨作还原剂的SNCR脱硝工艺的试验研究与模拟梁秀进,仲兆平,金保升,王双群(东南大学能源与环境学院,江苏南京210096)摘要:在自行研制的试验台上对氨气作还原剂的SNCR脱ture)和停留时间(residencetime),对工艺的效果的改硝工艺进行了实验研究,并利用化学反应动力学软件善应
2、针对这3个主要因素。常规还原剂有氨、尿素Chemkin4.1进行了模拟。通过试验发现,采用自制改进型[3～9]以及碳酸氢铵,氨作还原剂除可以以气态形式槽缝式TB系列喷嘴内部喷入的方式明显优于侧喷,提高了喷入外,还可以避免反应过程中N2O的大量排NOx的去除率。以NOx去除率高于50%为标准,试验所得[10]放,造成二次污染。与以溶液形式喷入相比,还温度窗口为863～937℃。随着氨氮比的增大,NOx的去除原剂以气态形式喷入可以避免由于溶液汽化潜热造率和氨的泄漏量增大,当氨氮比大于1.0后,NOx去除率的成的喷嘴附近的局部
3、温度降低,本文主要对氨气作随氨氮比增大的幅度减小,而氨的泄漏量增大幅度增大。利用Chemkin4.1的模拟所得的温度窗口和NOx去除率与实还原剂的SNCR工艺脱硝进行实验研究和模拟。验基本相符,通过对详细机理中重要基元的分析,得出了各温度下的主要反应途径。1试验装置与模拟方法关键词:选择性非催化还原(SNCR)脱硝;混合;气态NH3;Chemkin模拟1.1试验装置试验在自制的SNCR反应试验台上进行,试验中图分类号:X511文献标识码:A台如图1所示。反应器为一直径为250mm的烟道,引言内衬为<300mm×25mm的
4、刚玉管,外包150mm厚的硅酸铝纤维保温层,最外层为5mm的钢质保护NOx是一种主要的大气污染物质,NOx与碳氢层。反应器总长6m,垂直向上3m后转90°弯后呈化合物可以在强光作用下造成光化学污染,排放到水平走向。模拟高温烟气由反应器前的燃油燃烧器大气中的NOx是形成酸雨的主要原因,严重危害生产生,燃料为0号柴油。烟气温度通过调节油量和态环境。目前国内70%左右的NOx是由煤燃烧所燃烧风的量进行控制,由7个沿程分布的S型热电产生的,因此作为主要燃煤设备的电站锅炉和工业偶测量,如图1所示T1～T7。由掺混在燃烧器燃烧锅炉成
5、为今后控制NOx排放所必须关注的焦点[1]。风中的NH3(即图1中的氨气1)产生的NOx来提高选择性非催化还原(SNCR)脱硝是一种有效的烟气中NOx浓度,NOx的产生量通过调节NH3添脱硝方法,与其它NOx脱除工艺相比,选择性非催加量控制。还原剂NH3(即图1中的氨气2)由压缩化还原(SNCR)脱硝工艺除了有成本低、易于与其它空气携带从喷嘴喷到烟气中,NH3和压缩空气的流工艺联用的优点之外,还有占地面积小,设施简单的量由玻璃转子流量计控制。烟气气样通过从沿程预优点,尤其适合老电厂的改造。国外研究表明,中、留的采样口抽取
6、采集,取样枪可以通过改变深入长大型设备上使用SNCR脱硝技术,氨氮当量比为1.0度进行同一轴线上不同位置的采样,即如图1中所～2.0时,脱硝效率达到50%～70%,而实验室的研示的平行于x方向上的不同位置。采用德国MRU究中则可以达到80%以上的脱硝效果[2]。影响工公司SAE19型烟气分析仪进行在线测量,采样点1艺最重要的因素是被称为“3T”的3个因素:还原剂距喷嘴450mm,采样点2距喷嘴2000mm,采样点3与烟气的混合(turbulentmixing)、反应温度(tempera2距喷嘴5000mm。泄露氨采用洗瓶
7、水洗溶解收集,通过化学滴定测量。收稿日期:2008-11-04;修订日期:2009-01-14基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(2007CB210208);国家自然科学基金资助项目(50776019);教育部新世纪优秀人才支持计划基金资助项目(NCET-05-0469)作者简介:梁秀进(1979-),男,山东临沂人,东南大学博士研究生.第6期梁秀进,等:气态氨作还原剂的SNCR脱硝工艺的试验研究与模拟·797·图1试验台结构图示意图目前,SNCR在工业上的应用中还原剂的喷入方1.2模拟方法式多采用
8、炉壁开孔侧喷,由于工业锅炉横截面积较软件Chemkin4.1是一种非常强大的求解复杂大,还原气体很难深入到炉膛内部,路涛等人对该喷化学反应问题的软件包,常用于对燃烧过程、催化过[11]入方式作了专门的研究。B.Ljungdahl等人的研程、化学气相沉积、等离子体及其它化学反应的模究结果表明,将喷入位置从侧壁移到炉内至
