不同燃烧气氛条件下SCR烟气脱硝性能实验研究

3.2烟气中H2O和O2体积分数

图2为模拟O2/CO2和空气两种气氛下烟气中H2O和O2对SCR脱硝效率的影响情况。

由图2(a)可知，随着烟气中的H2O从5%上升到15%，在不同燃烧气氛下，SCR烟气脱硝效率均随着水分的增加而减小，且减小幅度越来越大，这是由于烟气中水在活性位上与氨发生竟争吸附，且H2O的含量越多，竟争吸附作用越强，从而抑制了NH3的吸附，降低了脱硝效率。但当水的体积分数由15%调整到5%，此时SCR烟气脱硝效率也基本恢复到初始水平，说明H2O对脱硝反应的抑制作用是暂时的，可恢复的，这是因为NH3的吸附为物理吸附。

图2烟气成分对脱硝效率的影响

由图2(b)可知，当烟气中O2的体积分数从2%上升到8%，在不同燃烧气氛下，SCR烟气脱硝效率均随着O2体积分数的增加而升高，这是因为O2能够通过打一散到达催化剂表面，并吸附在催化剂内孔道中参与反应，氧气的体积分数越高越有利于氨氮脱硝反应。研究表明NO在催化剂上的活性中间体是由O2解离吸附产生的O,吸附态O越多，NO转化率越高。但随着O2体积分数继续增加，脱硝效率增加的幅度不断减小。这是因为当氧气体积分数增加到一定程度时，催化剂表面吸附饱和，NO转化率变缓慢。但当O2的体积分数由8%调整到2%，其脱硝效率恢复到初始水平，说明氧气的体积分数对脱硝效率与催化剂活性的提升不是永久性的，这是由于氧气体积分数的降低导致氧气解离吸附产生的O的减少。

不同气氛下氨氮比、温度、CNO,i,表观速度以及烟气中的H2O和O2对SCR烟气脱硝效率的变化规律基本一致，说明CO2对脱硝性能作用与上述因素无关。在相同实验工况下，与空气气氛相比，O2/CO2气氛下SCR烟气脱硝效率降低了7%一8%，这主要是因为CO2使NH3与NO的打一散能力减弱，从而抑制了SCR烟气脱硝性能.

4结论

(1)随氨氮比、温度的增加，脱硝效率升高，且增长速率逐渐降低;表观速度增加时，脱硝效率减小，且增长速率逐渐降低;而CNO对SCR脱硝效率的影响较小，这主要是由于实验条件下NO分子不能在催化剂上与NH3发生反应而直接逸出。

(2)富氧以及O2/ CO2烟气中高体积分数的CO2会抑制催化剂脱硝性能，且该抑制作用与其影响脱硝性能的主要因素包括氨氮比a、反应速率常数k、反应时间T关系不大。

(3)烟气中的H2O也会对脱硝效率与催化剂活性产生抑制作用，其抑制程度与烟气中CO2的体积分数无关，且该抑制作用是暂时的，可恢复的，因此降低脱硝系统入口处H2O的含量是提高脱硝效率的一种方法。

(4)提高烟气中氧气体积分数会提升脱硝效率与催化剂活性，但是提升效果会逐渐减弱，存在极值点，且提升效果与CO2无关，当氧气体积分数降低后催化剂活性也会降低到原有水平。

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