氨就會被氧化成NOx:NH3+O2→NOx+H20SNCR工藝的NOx脫除效率主要取決于反應溫度、NH3和NOx的化學計量比、混合程度、反應時間等。研究表明SNCR工藝的溫度控制至關重要,**佳反應溫度是950℃,若溫度過低,NH3的反應不完全,容易造成NH3泄漏;而溫度過高,NH3則容易被氧化為NOx,抵消了NH3的脫除效率。溫度過高或過低都會導致還原劑的損失和NOx脫除率下降。通常涉及合理的SNCR工藝能達到30%-70%的脫除效率,80%的效率也有文獻報道。03SNCR脫硝效率的影響因素1.溫度范圍NOx的還原反應發生在一特定的溫度范圍內(**佳的反應溫度850℃-1100℃)。2.合適的溫度范圍內可以停留的時間停留時間:指反應物在反應器內停留的總時間;在此時間內,NH3、尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發、還原劑的分解和NOx的還原等步驟必須完成;停留時間的大小取決于鍋爐的氣路的尺寸和煙氣流經鍋爐氣路的氣速;SNCR系統中,停留時間一般為~10s。3.反應劑和煙氣混合的程度混合程度:要發生還原反應,還原劑必須與煙氣分散和混合均勻;混合程度取決于鍋爐的形狀與氣流通過鍋爐的方式。(化學當量比)5.未控制的NOx濃度水平6.氣氛。SCR是指還原劑在催化劑的作用下,將NOX還原為N2和水的過程;江蘇脫硝解決方案
使液滴更容易穿透爐膛進入煙氣流。(NSR)氨氮摩爾比NSR即反應中氨與NO的摩爾比值,按照SNCR反應式,還原1molNO需要1mol氨或。但實際運行中噴入還原劑的量要比此值高,根據脫硝實驗表明,當NSR小于,NOx的脫除效率會隨著NSR值的增加而***增加,同時有效溫度區域范圍會擴大。但是當NSR大于,隨著NSR值的逐漸提升,NOx的脫除效率增加并不明顯,NSR過大則會引起氨逃逸量增大,氨耗量升高。為提高脫硝效率、減少氨耗量和降低氨逃逸,SNCR的NSR值一般控制在。4、工程應用實例以某熱電廠490t/h循環流化床鍋爐實際運用情況為例,該發電機組采用氨水SNCR脫硝裝置,在左右旋風分離器位置各設置從上到下4層噴射裝置,每層內外側各1套噴射裝置,共16套噴射裝置。經過一段時間運行后,業主反饋脫硝效率降低、氨耗量增加和氨逃逸提高等一系列問題。通過現場分析,對SNCR脫硝進行如下性能優化調試:1)控制燃燒溫度,調節旋風分離器入口煙溫為920-950℃;2)檢查噴槍的霧化效果(適當提升霧化氣體壓力)、清理噴嘴的堵塞、更換磨損噴嘴以及調整噴槍的插入深度(噴槍噴嘴與外管向爐外微縮數毫米)。3)檢查氨水濃度和配比溶度,控制氨氮摩爾比在;4)通過現場試驗比較。天津極低排放脫硝脫硝系統的還原劑儲量應滿足系統使用4~7天為宜,并能夠滿足消防和安全環保要求;
當鉻錳摩爾比為∶1時,在空速30000h-1和120℃條件下,NOx轉化率達,N2選擇性達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,考察了錳前驅體種類、負載量、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。實驗結果表明,以硝酸錳為錳的前驅體,負載量(質量分數)為20%,Mn、Co、Fe的摩爾比為4∶1∶,焙燒溫度為500℃的條件下,NO的轉化率達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***改善和優化金屬氧化物的結構,同時證實了Ce與Sn的協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載MnOx和CeO2組分的CeO2-MnOx催化劑。實驗結果表明,活性組分的負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。
SNCR脫硝技術的應用及前景SNCR在不同的鍋爐中的應用。對于垃圾爐、某些工業鍋爐,由于其爐膛內的溫度正好處于其反應溫度窗內,因此SNCR適應性比較好,噴氨點的設置和控制比較簡單。而且由于不經過對流受熱面,爐膛內的溫度又相對穩定,所以運行的可靠性相對要好一些。因此SNCR在這類鍋爐的應用比較多。對于電站鍋爐,反應溫度窗處于高溫對流受熱面區域。在這個區域,煙氣溫度受燃料,燃燒配風等調整和變化以及鍋爐負荷的變動影響較大,反應溫度窗會沿著煙氣流動方向遷移,因此SNCR設計時會設置多個噴射取。另外,在煙道截面上,煙氣溫度分布不均勻,在不到200℃的比較好反應溫度窗內,煙氣溫度偏差可能達到100℃以上,SNCR的先天補足在此暴露無疑。要解決反應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,現有的技術水平,從測點數量、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、低的漏氨和穩定的性能的重要因素。首先,SNCR還原反應的氨氮摩爾比不象SCR一樣固定為1:1,隨著反應條件的變化,這個比例是一個變化的值。然后,在SNCR的噴氨區,NOx的分布的均勻性很差。SNCR脫硝的加壓和噴槍的分組控制柜應選擇304材質以防止腐蝕;
而且沒有使NOx分布變得均勻的混合手段,因此要獲得接近比較好氨氮摩爾比幾乎是不可能的。NOx測量的環境以及NOx測量儀的成本,使得動態準確獲得NOx的分布數據比獲得煙氣溫度有關數據的困難大得多。SNCR的脫硝效率,隨著鍋爐的性能設計和受熱面布置的不同,所能達到的極限也不同。如果在鍋爐設計的時候,在性能設計和受熱面設計時為SNCR而改變,那么SNCR會容易一些。但是這樣大多是得不償失的。所以在具體項目上SNCR的可行性論證,要等鍋爐設計基本方案出來以后,才能說脫硝效率能夠有望達到多高的水平。要把SNCR的脫硝效率發揮到***,首先假設煙氣溫度和NOx測量技術的發展以及成本的降低,使準確、及時、可靠、地動態測量可能的反應區域內的盡可能多的溫度以及進出口NOx數值成為可能。然后按照煙氣流動方向和煙道截面方向的布置足夠多的噴氨區域,按照測量的數據對噴氨量進行精確調控。如果可能,鍋爐受熱面布置的時候,在同一級過熱器或者再熱器受熱面在適當的地方從中間拉開,為自由布置噴氨區域提供方便,甚至將對反應溫度區有意多留長一點的凈空。理論上,比如一個600MW的鍋爐,可以在煙道斷面上劃分21個的區,沿煙氣流動方向布置3個區,這樣總共63個區。SCR脫硝工藝的反應溫度取決于催化劑的性能,一般在170~400℃之間;浙江脫硝按需定制
還原劑消耗量主要通過流量計進行統計;江蘇脫硝解決方案
王曉波等制備了一系列Fe-Mn/Al2O3低溫SCR脫硝催化劑,考察了不同Fe、Mn負載量制備的催化劑的脫硝性能。實驗結果表明,當Fe、Mn負載量均為質量分數8%時的Fe-Mn/Al2O3催化劑在150℃時脫硝效率達99%。炭基低溫SCR脫硝催化劑活性炭和活性炭纖維具有發達的孔結構、高比表面積,因而具有良好的吸附性能,常作為低溫SCR反應的催化劑載體。甘玲等采用浸漬法制備了一系列以活性炭為載體、Fe摻雜的Mn-Ce/AC低溫SCR脫硝催化劑,研究了Fe的摻雜量、焙燒溫度對催化劑低溫脫硝活性的影響。實驗結果表明,Fe、Mn的摩爾比為∶1、400℃焙燒時,催化劑比表面積大,活性組分的分散程度較高,催化劑的低溫脫硝性能比較好。陳九玉等以活性炭(AC)為載體,鐵、鈷為活性組分,采用等體積浸漬法制備Fe2O3/AC催化劑和Co-Fe2O3/AC催化劑。實驗結果表明,鐵的負載量為質量分數10%時,催化劑對NO的轉化效率較高;由于鐵的存在,鈷添加后能夠均勻分散在催化劑表面,提供了更多的催化活性位點。Co、Fe的質量比為,催化劑表現出比較好的脫硝效果。分子篩低溫SCR脫硝催化劑分子篩是具有可以被很多大的離子和水分占據孔道骨架結構的鋁硅酸鹽,結構統一,能將不同大小分子分離或選擇性反應的固體吸附劑或催化劑。江蘇脫硝解決方案
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