循環流化床床料與燃料粒徑對脫硝反應的影響

作者：張曜,于娟,林晨,馮帆,張忠孝

摘要：隨著能源動力產業的大力發展,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)能有效降低NOx排放,為了進一步降低循環流化床的NOx排放,需要從源頭降低NOx生成量,有必要研究床料及燃料粒徑對脫硝反應的影響規律。利用循環流化床熱態試驗系統探討了反應溫度、氨氮摩爾比、床料粒徑配比、煤粉平均粒徑對NOx排放的影響。結果表明:氨還原劑有效還原NOx的溫度為860~950℃;不同反應溫度下,氨的脫硝效率隨氨氮摩爾比的增大均先增大后減小;增大細顆粒床料占比能有效減少NOx生成量、提高脫硝效率、降低SNCR活性反應溫度;其中,細顆粒占比最大的床料脫硝效率隨NSR的增加不斷升高,當NSR=2.0時,脫硝效率達到了最高42%,NOx排放量降至215 mg/m^3。適當減小煤粉平均粒徑,可降低NOx生成量并促使SNCR反應在較低溫度下進行。各溫度下,平均粒徑330μm煤粉產生的NOx較425μm煤粉下降10~30 mg/m^3。高溫下,氨還原劑的脫硝效率隨燃料粒徑的增大明顯上升;較低溫度時,氨的脫硝效率隨燃料粒徑的增大可能下降。910℃時,燃燒平均粒徑600μm煤粉在不同NSR下,脫硝效率比燃燒425μm煤粉顯著高出20%~30%;860℃時,平均粒徑425μm煤粉脫硝效率明顯低于330μm煤粉。造成這一現象的主要原因是,氨的還原反應與NOx初始濃度和反應溫度有關。在不同初始濃度和溫度下氨具有不同的反應選擇性。確定燃料粒徑后,需要匹配合適的工藝操作參數以滿足NOx排放要求。

發文機構：上海交通大學機械與動力工程學院

關鍵詞：循環流化床脫硝反應溫度氨氮摩爾比床料粒徑煤粉粒徑circulating fluidized beddenitrationreaction temperaturemolar ratio of ammonia to NOxbed materials sizepulverized coal particle size

分類號： TK211[動力工程及工程熱物理—動力機械及工程]TK16[動力工程及工程熱物理—熱能工程]