水泥分解炉中CO还原NO试验研究

摘要

水泥窑炉是典型的高污染排放的工业窑炉,水泥行业已成为第三大氮氧化物排放源.目前,国内外对燃料分级技术在电站锅炉上的应用进行了大量研究,而对水泥窑炉上应用燃料技术涉及较少.针对水泥分解炉高钙环境分级燃烧特点,在流化床反应器上开展了还原气体CO脱除NO的试验研究,研究了CO浓度、CaO和温度对CO脱硝过程的影响机制,采用一维柱塞流反应器模拟分析了CO还原NO反应路径.研究结果表明:CO在还原气氛中具有较强的脱硝作用,CO体积分数对脱硝具有较大影响,随着CO浓度增加,脱硝效率提高;随CO浓度提升可有效降低NO排放,当CO浓度由1％增加到5％,NO脱除效率提高了37.8％;CO脱硝过程中产生NH和H等中间产物,NH和H对CO还原NO具有重要作用;HCN可吸附于CaO表面并与CaO反应,在还原气氛中,NH3吸附到-CaO表面并发生反应生成Ca(N),最终生成N2.NO主要通过4条路径被还原为N2,其中NO→N2O→N2和NO→HNO→NH→N2为最主要反应路径.在试验温度范围内,温度升高促进了CO还原脱硝;CaO对CO脱硝具有较强的正催化作用,且在850～1 050℃,CaO均具有催化作用.CO体积分数为4％、温度大于900℃时,CO脱硝效率明显提高,说明在高温区域,CaO具有显著的催化作用;在1 050℃,脱硝效率提高7.56％.