選擇性非催化還原SNCR脫硝反應影響因素分析

生活垃圾焚燒既能發電，又能實現90%以上的減容，因而成為城市生活垃圾處理的方向及發展趨勢。近年來在國家產業政策鼓勵下，我國垃圾焚燒發電廠數量和處理規模逐年增加，各大中城市都在陸續新上垃圾焚燒發電項目。
我國生活垃圾水分含量普遍較高且成分復雜，這對焚燒后的煙氣凈化工藝提出了更嚴苛的要求。目前國內主流的垃圾焚燒煙氣脫硝工藝為選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）。SNCR脫硝技術相對于SCR技術而言，投資及運營成本相對低廉，故應用更為廣泛。在垃圾焚燒過程中，由于爐膛煙溫不均、溫度窗狹窄以及反應停留時間短等因素都嚴重制約了SNCR 脫硝效率，同時易引發較高的氨逃逸。本文以氨氣為還原劑，重點分析不同溫度、一氧化氮起始質量濃度、氧氣質量分數及氨氮摩爾比等因素對SNCR脫硝效率以及氨逃逸的影響程度。
1、反應溫度對脫硝效率和氨逃逸的影響
SNCR脫硝反應在特定溫度范圍內進行：溫度過低，則反應緩慢，還原劑不能完全反應且會造成“氨穿透”，氨逃逸率增大脫硝效率降低；溫度過高，則還原劑易被氧化，從而會生成更多的NOx。有研究結果表明：最佳脫硝反應溫度為952℃，在827～1027℃，氨氮摩爾比為1:1時，效率達到80%。在750～950℃，氨逃逸逐步下降，其中：在800℃以下時，氨逃逸相對較大；而隨著溫度繼續升高，當還原反應占據主導時，氨逃逸迅速下降；在950℃時，氨逃逸降至最低值；在950～1100℃，氨逃逸幾乎不變，由于此時氧化反應占主導作用，脫硝效率則逐漸下降。
2、一氧化氮起始質量濃度對其出口質量濃度及脫硝效率的影響
當氨氮摩爾比、煙氣流量維持不變，反應溫度為900℃時，隨著一氧化氮起始質量濃度的增加，脫硝效率升高；同時，一氧化氮出口質量濃度增幅并不明顯。由于反應達到平衡時，其一氧化氮質量濃度就是最低的一氧化氮出口質量濃度，當氨氮摩爾比維持不變時，一氧化氮起始質量濃度的改變并不會打破原先的平衡狀態。
3、氨氮摩爾比對氨逃逸及脫硝效率的影響
隨著氨氮摩爾比的增加，脫硝效率會有一定程度的提高。但當還原劑過量時，運營成本以及氨逃逸也會增加。
4、氧氣質量分數對于氨逃逸及脫硝效率的影響
從脫硝機理可知，氧氣對于脫硝反應起著關鍵作用。脫硝反應不會在缺氧條件下發生。隨著氧氣質量分數的增加，氨逃逸及脫硝效率都有不同程度的下降，由于脫硝反應是氧化反應及還原反應共同作用的結果，氧氣質量分數增加，加快了氧化及還原反應速度，使溫度窗逐步降低。由于氧化反應對于氧氣質量分數的升高更加敏感，致使反應在較低溫度下就可進行，故脫硝效率隨之降低。
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