关于超重力尿素湿法烟气脱硝技术的研究分析

实验所使用的定子和转子内部结构为SS-RH这种组合,该定子径向开直槽-转子径向开孔的传性能相对于其他结构比较好,具体结构如图2所示。

本文所用的定子的4个同心环的内径分别为66,94,122,150mm;转子的5个同心环的内径分别为52,80,108,136,164mm。在径向上转子环与定子环是相互交错排列的,每个环的厚度为6mm,径向上转子环与定子环有1mm的间隙。定-转子层的轴向高度为20mm。

1.2.2、工艺流程

采用定-转子反应器进行尿素湿法烟气脱硝的实验流程如图3所示。

将预先配制的一定质量分数的尿素溶液置于循环罐中,经循环泵输送,由流量调节阀调节并经流量计计量后,由液体进口处进入定-转子反应器中,经喷头喷至转子中心处,在离心力的作用下经过多层定子和转子向外甩出,在重力作用下从液体出口排出并且重新流入循环罐中。

空气由空气压缩机经转子流量计进入气体缓冲瓶中,并且与从NO钢瓶出来的NO气体在气体缓冲瓶中相互混合,混合后的气体在气体检测口处对其进行取样分析,之后从气体入口处进入定-转子反应器壳体,混合气自转子外圈向内运动,与尿素溶液逆流接触并进行传质。在气体出口检测口处对从定-转子反应器中排出的废气进行取样分析,之后用NaOH溶液对其进行回收处理。

1.3、检测方法

进出口气体采用仪器检测方法。检测仪器为德国ecom-CN产品S/N--259型烟气分析仪。NOx的脱除率(D)计算公式为

2、结果与讨论

2.1、液体流量、进气流量对NOx脱除率的影响

液体流量以及模拟烟气进气流量的大小,对NOx的脱除率有较大的影响。采用质量分数为15%的尿素溶液作为吸收液,吸收温度控制在60℃左右,定-转子反应器的转速为1200r/min,模拟烟气中NOx的质量浓度大概在1000mg/m3。分别考察了液体流量为0.2,0.3,0.4,0.5和0.6m3/h时,NOx的脱除率随不同进气流量的变化趋势以及进气流量为0.2,0.4,0.6,0.8和1.0m3/h时,NOx的脱除率随不同液体流量的变化趋势。试验结果如图4所示。

从图4可以看出,在NOx浓度不变时,在同一进气流量下,随着液体流量的增加,NOx的脱除率变化不明显。这是由于在较小进气流量的情况下,可以认为气液完全接触,此时NOx的脱除率已经达到了最值。随着液体流量的增加,当液气比增大到一定的程度后,相比于该系统下较小的进气流量,由于液体流量大大过量,因此NOx脱除率的增加程度有限。考虑到吸收效率和处理能力两方面的问题,本工艺流程下较合适的液体流量为0.2m3/h。

从图4还可以看出,在同一液体流量下,NOx的脱除率随着进气流量的增加而下降。这是由于该过程非传质控制过程,而是反应控制过程。随着进气流量的增加,NOx在尿素吸收液中的停留时间将减短,气液接触时间减少,NOx的脱除率下降。因此在实际操作中,应控制一定的进气流量,以保证达到预期的净化效果。综合处理能力和吸收效率两方面因素来考虑,本工艺流程下较合适的进气流量为0.2m3/h。

延伸阅读：

烟气脱硝技术SCR和SNCR工艺介绍及优缺点分析

深度分析火电灵活性改造形势下的低负荷脱硝技术选择

选择性催化还原SCR脱硝技术应用问题及对策