循環流化床噴射混合還原劑的脫硝反應試驗研究

作者：林晨,張曜,于娟,馮帆,張忠孝

摘要：隨著大氣污染形勢日趨嚴峻,控制NOx排放的相關環保標準也日益嚴格。選擇性非催化還原技術(SNCR)可以有效降低NOx排放,但受限于反應溫度窗口狹窄,在流化床中的脫硝效率有限。研究表明H2、碳氫化合物和CO作為添加劑時,可以拓寬SNCR的反應溫度窗口,促使低溫下的脫硝反應得以進行;但在循環流化床熱態試驗系統上,鮮有使用工業副產品如煤氣化合成氣作為添加劑,分析H2、碳氫化合物和CO共存時對SNCR產生的影響效果。為了探究合成氣與氨構成的混合還原劑對脫硝反應的影響,在循環流化床熱態試驗系統上,對比了合成氣與氨水構成的混合還原劑和氨水的脫硝效果,同時考慮了反應溫度、NSR、添加劑濃度、添加劑噴射位置等影響因素。結果表明:在840℃低溫下,使用氨還原劑的SNCR反應已經失效,還會增加NOx排放量。混合還原劑可大幅提高低溫區的脫硝效率,添加合成氣能促使SNCR反應在此較低溫度下進行。840℃時,脫硝效率從0提升至44%~62%。在氨氮摩爾比較低的情況下,如NSR=0.5或1.0、合成氣為120×10^-6時,合成氣噴射位置的不同對NOx排放量影響不大;但當氨過量時(NSR>1.0),將合成氣噴射至分離器前溫度較低的煙氣管道中,能增強氨的選擇性,進一步降低NOx排放量。當NSR=1.5時,NOx的排放量達到了最低101~110 mg/m^3,相比爐膛出口處噴射降低了約60 mg/m^3。獨立噴射氨水與合成氣使其在爐內混合的方式,比氨氣與合成氣預混后噴射方式好,NOx排放量會降低60 mg/m3左右。合成氣添加劑與氨存在很強的相互協同、相互促進作用,合成氣可以提高氨還原劑的選擇性。

發文機構：上海交通大學機械與動力工程學院

關鍵詞：循環流化床脫硝混合還原劑氨水反應溫度氨氮摩爾比(NSR)circulating fluidized beddenitrationmixed reducing agentammoniareaction temperaturemolar ratio of ammonia to NOx(NSR)

分類號： TK223[動力工程及工程熱物理—動力機械及工程]