反映了煙氣在SCR反應(yīng)塔內(nèi)停留時間的長短,即煙氣流量與催化劑體積之比。通常SCR的脫硝效率將隨煙氣空塔速度的增大而降低??账俣韧ǔJ歉鶕?jù)SCR反應(yīng)塔的布置、脫硝效率、煙氣溫度、允許的氨逃逸量以及粉塵濃度來確定的。一般SCR脫硝系統(tǒng)的空塔速度在標(biāo)態(tài)5500m3/()左右。空間速度大,煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間短,將導(dǎo)致N0,與NH3的反應(yīng)不充分,N0,的轉(zhuǎn)化率低,氨的逃逸量大,同時煙氣對催化劑骨架的沖刷也大。但若煙氣流速過小,所需的SCR反應(yīng)器的空間增大,催化劑和設(shè)備不能得到充分利用,不經(jīng)濟(jì)。空間速度在某種程度上決定反應(yīng)是否完全,同時也決定著反應(yīng)器的沿程阻力。四、催化劑運行壽命SCR系統(tǒng)催化劑的運行壽命是指催化劑的活性自系統(tǒng)投運開始能夠滿足脫硝設(shè)計性能的時間,簡單地說,就是從開始使用到需要更換的累計運行時間。催化劑運行一段時間后,由于催化劑的中毒及燒結(jié),其活性會逐漸下降,當(dāng)不能滿足設(shè)計效率時,氨的逃逸會增加,此時必須進(jìn)行清洗或更換。通常催化劑的運行壽命在24000h左右。五、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率在SCR反應(yīng)過程中,由于催化劑的存在,促使煙氣中部分SO2被氧化成SO3,在氣體混合物中轉(zhuǎn)變成SO3的SO2的物質(zhì)的量與起始狀態(tài)的物質(zhì)的量之比,稱為轉(zhuǎn)化率。脫硝系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入精細(xì)化、數(shù)據(jù)化、全自動化階段;SNCR脫硝圖片
簡化)4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O.反應(yīng)機(jī)理本身涉及與NO結(jié)合然后分解的NH2自由基。該反應(yīng)需要在一定溫度范圍內(nèi),典型地為760和1,090℃(1,400和2,000°F)下有足夠的反應(yīng)時間才能有效。在較低的溫度下,NO和氨不反應(yīng)。沒有反應(yīng)的氨被稱為氨逃逸,并且是不希望的,因為氨可以與其他燃燒物質(zhì)如三氧化硫(SO3)反應(yīng)形成銨鹽。在高于1093°C的溫度下,氨分解:4NH3+5O2→4NO+6H2O.在這種情況下,NO被創(chuàng)建而不是被刪除。SNCR脫硝技術(shù)使用氨或尿素作為還原劑以在高溫下將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮和水。試劑通過噴嘴供給氣流,由此必須連續(xù)調(diào)節(jié)劑量以適應(yīng)當(dāng)前的NO含量。由于以下幾個原因,必須盡量減少稱為NH3漏失的未使用量的NH3。另一方面,NH3的量必須足夠大才能完全轉(zhuǎn)化氮氧化物。因此,NH3泄漏是非常重要的過程參數(shù),必須仔細(xì)監(jiān)控并具有高可靠性。2.反硝化過程條件目前,工業(yè)上已知有兩種主要類型的脫硝工藝:選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)。SCR脫硝裝置對于像燃煤電廠這樣的大型燃燒工廠是常見的,而SNCR技術(shù)通??梢栽谥行⌒头贌龔S(如城市垃圾焚燒爐(MWI))中找到。LDS6可以用于優(yōu)化任何一種技術(shù)。在SCR過程中,燃燒過程中形成的氮氧化物。低含量脫硝基礎(chǔ)脫硝工藝常見于工業(yè)窯爐、汽車尾氣、鍋爐、焚燒爐等;
當(dāng)鉻錳摩爾比為∶1時,在空速30000h-1和120℃條件下,NOx轉(zhuǎn)化率達(dá),N2選擇性達(dá)100%。(1)以TiO2為載體由于TiO2表面具有豐富的Lewis酸性位點,低溫下NH3易在催化劑上吸附與活性的特性,TiO2常被用作低溫SCR催化劑載體。陳煥章等采用共沉淀法制備了Mn-Co-Fe/TiO2低溫SCR脫硝催化劑,考察了錳前驅(qū)體種類、負(fù)載量、活性組分分配比、焙燒溫度等對催化劑低溫脫硝性能的影響。實驗結(jié)果表明,以硝酸錳為錳的前驅(qū)體,負(fù)載量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為20%,Mn、Co、Fe的摩爾比為4∶1∶,焙燒溫度為500℃的條件下,NO的轉(zhuǎn)化率達(dá)97%以上。Zhang等采用溶劑熱合成法制備了摻雜Sn的三元混合Ce-Sn-Ti催化劑。與未改性的催化劑相比,Sn摻雜的催化劑顯示出較好的低溫活性,能較好地耐受H2O或SO2。Sn的加入可以***改善和優(yōu)化金屬氧化物的結(jié)構(gòu),同時證實了Ce與Sn的協(xié)同作用明顯增加晶體缺陷、氧空位、酸位以及比表面積。(2)以Al2O3為載體郭靜等采用凝膠溶膠法制備大比表面積的Al2O3載體,等體積浸漬法配制負(fù)載MnOx和CeO2組分的CeO2-MnOx催化劑。實驗結(jié)果表明,活性組分的負(fù)載量和焙燒溫度對催化劑性能有很大影響。4%CeO2-7%MnOx/Al2O3催化劑顯示了比較大催化活性。
燃?xì)饧訜釥t,排放的廢氣中含有氮氧化物,分為一氧化氮和二氧化氮。本公司脫硝采用**的SCR技術(shù),使用尿素作為還原介質(zhì),基本原理是把符合要求的尿素噴到反應(yīng)塔中與煙氣充分混合后,加溫到350-400攝氏度,在有氧氣存在的條件下,與煙氣中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成無害的氮氣和水。脫硝工藝是在催化劑的作用下,尿素泵將尿素溶液從尿素罐中抽出。計量加壓后送至霧化噴槍,壓縮空氣也送至計量噴槍,噴射閥打開后尿素在壓縮空氣的引射作用下噴出,和壓縮空氣混合后經(jīng)噴嘴霧化噴射到反應(yīng)塔。尿素和氮氧化物發(fā)生還原脫除反應(yīng),生成氮氣和水。其主要反應(yīng)式為:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O為了滿足SCR脫硝催化劑的應(yīng)用工藝條件,對于天然氣加熱爐排放的低溫?zé)煔猓?0-90攝氏度),采用天然氣燒嘴加溫至350攝氏度以后,通過催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成無害的氮氣和水,以達(dá)到越來越嚴(yán)的環(huán)保要求。SNCR脫硝的加壓和噴槍的分組控制柜應(yīng)選擇304材質(zhì)以防止腐蝕;
SNCR脫硝技術(shù)典型案例01SNCR技術(shù)SNCR即為選擇性非催化還原法,是一種經(jīng)濟(jì)實用的NOx脫除技術(shù),其原理是以NH3、尿素等作為還原劑,在注入到鍋爐之前霧化或者注入到鍋爐中靠爐內(nèi)的熱量蒸發(fā)霧化。在適宜的溫度范圍內(nèi),氣相的氨或者尿素就會分解為自由基NH3和NH2,在特定的溫度和氧存在的條件下,還原劑與NOx的反應(yīng)優(yōu)于于其他反應(yīng)而進(jìn)行。還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍,此溫度范圍稱為溫度窗口,對本方法的脫硝效率有較大影響。02SNCR的反應(yīng)機(jī)理SNCR是一種不用催化劑,在850-1100℃范圍內(nèi)還原NOx的方法。SNCR技術(shù)是把還原劑如氨、尿素噴入爐膛溫度為850-1100℃的區(qū)域,該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應(yīng)器,可通過對鍋爐進(jìn)行改造實現(xiàn)。SNCR反應(yīng)物貯存和操作系統(tǒng)與SCR系統(tǒng)是相似的,但它所需的氨和尿素的量比SCR工藝要高。在爐膛850-1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi),在無催化劑作用下,氨或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2反應(yīng),主要反應(yīng)為:氨為還原劑:NH3+NOx→N2+H20尿素為還原劑:CO(NH2)2→2NH2+CONH2+NOx→N2+H20CO+NOx→N2+CO2當(dāng)溫度過高時,超過反應(yīng)溫度窗口時。脫硝噴槍是脫硝系統(tǒng)重要的部件之一,其會很大的影響脫硝效率;山西脫硝采購
SNCR系統(tǒng)主要有氨水卸車和儲存、輸送和加壓、霧化、控制等模塊組成;SNCR脫硝圖片
SNCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用及前景SNCR在不同的鍋爐中的應(yīng)用。對于垃圾爐、某些工業(yè)鍋爐,由于其爐膛內(nèi)的溫度正好處于其反應(yīng)溫度窗內(nèi),因此SNCR適應(yīng)性比較好,噴氨點的設(shè)置和控制比較簡單。而且由于不經(jīng)過對流受熱面,爐膛內(nèi)的溫度又相對穩(wěn)定,所以運行的可靠性相對要好一些。因此SNCR在這類鍋爐的應(yīng)用比較多。對于電站鍋爐,反應(yīng)溫度窗處于高溫對流受熱面區(qū)域。在這個區(qū)域,煙氣溫度受燃料,燃燒配風(fēng)等調(diào)整和變化以及鍋爐負(fù)荷的變動影響較大,反應(yīng)溫度窗會沿著煙氣流動方向遷移,因此SNCR設(shè)計時會設(shè)置多個噴射取。另外,在煙道截面上,煙氣溫度分布不均勻,在不到200℃的比較好反應(yīng)溫度窗內(nèi),煙氣溫度偏差可能達(dá)到100℃以上,SNCR的先天補(bǔ)足在此暴露無疑。要解決反應(yīng)溫度窗的遷移的問題,煙氣溫度的測量就是良好控制的前提。在這么高的溫度下,現(xiàn)有的技術(shù)水平,從測點數(shù)量、成本、測量的可靠性、儀表的損壞率都會有一些問題。另外一個問題就是氨氮摩爾比的問題。氨氮摩爾比是獲得高的脫硝效率、低的漏氨和穩(wěn)定的性能的重要因素。首先,SNCR還原反應(yīng)的氨氮摩爾比不象SCR一樣固定為1:1,隨著反應(yīng)條件的變化,這個比例是一個變化的值。然后,在SNCR的噴氨區(qū),NOx的分布的均勻性很差。SNCR脫硝圖片
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