水泥窑炉烟气SNCR脱硝工艺参数的优化研究

2.4氨水喷射高度对NOx去除率的影响

在n(NH3):n(NOx)为 1.2，氨水浓度为  13.0%，喷射角度为60°，喷射压力为0.4MPa，喷射速率为40m/s的条件下，氨水喷射高度对NOx去除率的影响见图3。

由图3可知，在氨水喷射高度为0～8m范围内，NOx去除率随喷射高度的增加而提高，8～30m范围内，NOx去除率随喷射高度的增加而降低。这是因为NOx浓度在预分解炉内是非平均分布的，在喷氨高度较低时，虽然预分解炉的温度较高，有利于NOx的还原反应快速进行，但此高度范围内的NOx浓度较低。同时，在较高的温度下，还原剂NH3本身也容易被氧化为NOx而增加总体的NOx浓度，故总体上来说NOx去除率不高。在分解炉高度为7～8m的地方，NOx浓度达到较大值，同时，此处的温度也满足NH3与NOx反应对温度的要求，故在保持氨氮摩尔比等条件一定的情况下，此高度处NOx去除率达到最大值。在喷氨高度超过8m后，虽然NOx浓度不断提高，但此段分解炉的温度随高度的提高而降低了，不利于NOx还原反应的快速进行，故此高度范围内，NOx去除率随高度的增加而减小。从总体来看，喷氨高度保持在7～8m较合适。

2.5氨水喷射角度对NOx去除率的影响

在n(NH3):n(NOx)为 1.2，氨水浓度为  13.0%，喷射高度为8m，喷射压力为0.4MPa，喷射速率为40m/s的条件下，氨水喷射角度对NOx去除率的影响见图4。

由图4可知，NOx去除率在喷射角度为60°时达到最大值。低于60°时，NOx去除率随喷射角度的增加而提高，高于60°时，NOx去除率随喷射角度的增加而降低。这是因为，在其他条件不变的情况下，喷射角度与氨水和烟气的混合均匀度有关，当喷射角度为60°时，还原剂氨水与NOx的混合更充分、均匀，从而促进还原反应的进行，提高了NOx的去除率。建议工程应用中保持喷射角度在50°～70°之间。

2.6氨水喷射压力对NOx去除率的影响

在n(NH3):n(NOx)为 1.2，氨水浓度为  13.0%，喷射高度为8m，喷射角度为60°，喷射速率为40m/s的条件下，氨水喷射压力对NOx去除率的影响见图5。

由图5  可以看出，NOx去除率在喷射压力为0.4MPa时达到最大值。低于0.4MPa时，NOx去除率随压力的提高而提高，高于0.4MPa，NOx去除率随压力的提高而降低。这是因为，在其他条件不变的情况下，一定压力范围内，喷射压力提高有助于氨水液滴雾化，从而提高液气混合的均匀度，提高NOx去除率。从提高去除率与节约能源的角度来说，喷射压力保持在0.35～0.4MPa较好。

2.7氨水喷射速率对NOx去除率的影响

在n(NH3):n(NOx)为 1.2，氨水浓度为  13.0%，喷射高度为8m，喷射角度为60°，喷射压力为0.4MPa的条件下，氨水喷射速率对NOx去除率的影响见图6。

由图6  可知，当氨水的喷射速率在20～40m/s时，NOx去除率随喷射速率的增加而提高，在40m/s时达到最大值;喷射速率在40～80m/s时，NOx去除率随喷射速率的增加而降低。这是因为，喷射速率较低时，氨水的运动距离有限，不能与烟气充分混合，NOx去除率较低。喷射速率太高时，导致与烟气的接触时间缩短而使NOx去除率降低。故喷射速率保持在40m/s左右较好。

3优化参数的应用效果

以伊犁水泥厂2500t/d水泥窑炉SNCR烟气脱硝工程为例，采用前述的优化试验参数进行NOx去除率的实际工况测试，即在n(NH3):n(NOx)为  1.2，氨水浓度为 13.0%，喷射高度为8m，喷射角度为60°，喷射压力为0.4MPa，喷射速率为40m/s的条件下，SNCR  脱硝系统实际运行状况为：烟气量为2.3×105Nm3/h，NOx初始浓度为720mg/Nm3，脱硝后烟气NOx浓度为240mg/Nm3，25%氨水耗量约370L/h，实际脱硝效率为66.7%，氨逃逸浓度保持在4～5mg/Nm3。各项运行指标满足标准，并有余量满足生产工艺负荷变化。

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