NH3选择性非催化还原脱硝影响因素

2实验结果与分析

2.1温度的影响

温度对SNCR反应影响最大，温度太低SNCR脱硝反应进行缓慢，温度太高时，NH3会进行氧化反应降低脱硝率，对于SNCR脱硝反应，温度的选取必须合适.SNCR的反应温度一般在850～1,050,℃[1]，反应气中氧气体积分数不同时，反应路径也不同，其中最主要反应[6]是：

图2不同温度下SNCR脱硝率变化曲线

图3NH3还原NO反应机理

在NH3还原NO体系中，主要依靠NH2来还原NO[8]，其中NH2是通过NH3与OH和H基团反应生成的.OH基团是促进NH3转化成NH2的重要物质，当温度在反应温度窗内时，NH2与NO反应会产生OH基团，而在温度较低时，OH基团生成会被抑制，导致反应(2)进行缓慢，脱硝率较低，图2中800,℃下不同氨氮摩尔比下的SNCR脱硝效率都只有30%,左右.当温度提升到850～950,℃时，脱硝率得到了一个大的提升，体现了自加速的现象，如图2所示反应温度950,℃时脱硝率可以达到近85%,.但温度进一步升高，OH等活性基团浓度进一步升高，NH3的氧化反应逐渐加强，反应(4)、(5)开始占主导地位，一方面还原剂NH3被大量消耗;另一方面NH3的氧化反应(5)会增加NO，最终导致脱硝率降低，在图3中表现为950,℃以后，脱硝率开始下降，温度越高下降越厉害，说明温度较高时NH3氧化反应强烈.

2.2氨氮摩尔比的影响

以NH3为还原剂的选择性非催化还原氮氧化合物，还原剂量的选取十分重要.根据化学反应平衡移动规律，NH3的增加可以使反应(2)、(3)向正反应方向移动，增强脱硝效果，但是同时NH3的增加也会加强NH3的氧化反应，使反应(4)、(5)向正反应方向移动，增加NO的量，减弱脱硝效果，而且增加喷入NH3的量也会提高成本.在SNCR脱硝率和成本之间选取合适的氨氮摩尔比具有实际意义.

图4为在ϕ(O2)=6%,时，氨氮摩尔比对脱硝率的影响.

图4不同氨氮摩尔比下SNCR脱硝率变化曲线

从图4中可以看出，在温度低于850,℃时，氨氮摩尔比增加对脱硝率影响不大，800,℃下氨氮摩尔比从1上升到2，SNCR脱硝率从30.3%,提高到34.1%,;850,℃下氨氮摩尔比从1增加到2，脱硝率从36.4%,提高到50.1%,.这主要是因为温度较低，抑制OH基团的生成，NH2含量较少，导致反应(2)进行缓慢.低温时，温度是SNCR反应的控制因素.所以反应温度较低时，还原剂NH3加入再多，也不能有效地提高脱硝率.

当温度超过850,℃时，温度不再是SNCR脱硝反应的控制因素，氨氮摩尔比的增加会显著地提高SNCR脱硝率.而且不同温度下，氨氮摩尔比对脱硝率的影响表现了相同的变化趋势.当反应温度超过850,℃时，氨氮摩尔比从1变化到2，明显提高了脱硝率，但是当氨氮摩尔比大于1.5后脱硝率增加速率逐渐放缓.

分析可知，还原剂过多会促进反应(4)、(5)向正反应方向进行，消耗还原剂，生成NO，使SNCR脱硝率增加放缓.从自由基方面来看[13]，一个NH2可产生4个OH自由基，使NH3有充足的OH自由基来产生NH2，NH2进行NH2+NO反应生成N2和NH2+NO反应生成NNH的链反应，在RNS=1.5时，这两种链反应竞争达到平衡，氨氮摩尔比再继续增加，只能使脱硝率缓慢增加，增加幅度趋于平缓.综合考虑SNCR脱硝率和运行经济性因素，氨氮摩尔比设置为1.5左右较为合适.

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