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脱硝效率定义为:脱硝效率=(进口NOx浓度-出口NOx浓度)÷进口NOx浓度×100%。
2实验结果及讨论
2.1烟气组分波动规律及对SCR脱硝影响分析
玻璃窑炉换火操作的典型特征是CO浓度迅速升高,正常熔融过程中CO浓度不超过几十mg/m3,但在换火操作时上升至数千mg/m3。换火过程中,脱硝设施进出口烟气温度变化不大。由于玻璃窑炉换火操作,进口NOx浓度呈现规律性变化,详见图2。正常熔融过程中,氮氧化物的浓度为,1800~2200mg/m3(折算为标况);换火过程中,NOx浓度迅速降低,甚至可能低至100mg/m3以下,换火完成后,NOx又迅速升高。根据SCR脱硝主反应方程式(1),SCR工艺的理论氨氮比为1,氨氮比过低会影响脱硝效率,氨氮比过高则容易增加氨逃逸[16],工程应用中常根据脱硝效率及运行成本要求将氨氮比控制在0.6~1.05。由于玻璃窑炉排放的NOx浓度随换火操作呈现规律性变化,氨氮比控制将非常困难,很容易出现氨瞬间过量或不足的问题。
4NO+4NH3+O2→催化剂4N2+6H2O(1)
与NOx相似,SO2也会出现波动(图3),但未表现出明显的规律性。SO2平均浓度约为6000~7600mg/m3(折算为标况)。一般认为,在潮湿的含氧烟气中,SO2会与NH3发生如式(2)、(3)和(4)所示的反应。通常情况下,亚硫酸铵在60℃左右开始分解,硫酸氢铵在200℃左右开始分解,而硫酸铵在280℃以上才开始分解。SCR装置入口处烟气温度约为230~290℃,在此温度范围内硫酸铵难以快速分解,因此,SCR装置中存在硫酸铵累积的问题,可能对SCR装置造成腐蚀,并且可能导致催化剂中毒。
SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3(2)
2SO2+2NH3+H2O+O2NH4HSO4(3)
2SO2+4NH3+2H2O+O2(NH4)2SO4(4)
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