循环流化床喷射混合还原剂的脱硝反应试验研究

摘要

随着大气污染形势日趋严峻,控制NOx排放的相关环保标准也日益严格.选择性非催化还原技术(SNCR)可以有效降低NOx排放,但受限于反应温度窗口狭窄,在流化床中的脱硝效率有限.研究表明H2、碳氢化合物和CO作为添加剂时,可以拓宽SNCR的反应温度窗口,促使低温下的脱硝反应得以进行;但在循环流化床热态试验系统上,鲜有使用工业副产品如煤气化合成气作为添加剂,分析H2、碳氢化合物和CO共存时对SNCR产生的影响效果.为了探究合成气与氨构成的混合还原剂对脱硝反应的影响,在循环流化床热态试验系统上,对比了合成气与氨水构成的混合还原剂和氨水的脱硝效果,同时考虑了反应温度、NSR、添加剂浓度、添加剂喷射位置等影响因素.结果 表明:在840℃低温下,使用氨还原剂的SNCR反应已经失效,还会增加NOx排放量.混合还原剂可大幅提高低温区的脱硝效率,添加合成气能促使SNCR反应在此较低温度下进行.840℃时,脱硝效率从0提升至44％～ 62％.在氨氮摩尔比较低的情况下,如NSR=0.5或1.0、合成气为120× 10-6时,合成气喷射位置的不同对NOx排放量影响不大;但当氨过量时(NSR＞ 1.0),将合成气喷射至分离器前温度较低的烟气管道中,能增强氨的选择性,进一步降低NOx排放量.当NSR=1.5时,NOx的排放量达到了最低101～110 mg/m3,相比炉膛出口处喷射降低了约60 mg/m3.独立喷射氨水与合成气使其在炉内混合的方式,比氨气与合成气预混后喷射方式好,NOx排放量会降低60 mg/m3左右.合成气添加剂与氨存在很强的相互协同、相互促进作用,合成气可以提高氨还原剂的选择性.