液态添加剂对CFB锅炉SNCR脱硝的影响

乙醇作为添加剂在中等规模脱硝实验台上的反应工况和反应结果见表1。可以发现，在690，760，805三个温度下，乙醇的加入比例对脱硝效率的影响差异明显，低温下促进脱硝反应，高温下抑制脱硝反应。690下，添加剂的加入明显提高了脱硝效率，添加剂加入比例为1.2时脱硝效率从5.16%增长到了22.2%，尽管出口排放浓度依旧无法满足相关环保标准，但改善作用明显;在760下，添加比例为0.15时，脱硝效率从24.7%上升到了37.6%，但是当乙醇加入比例继续增加，脱硝效率会逐渐降低，最终下降到1.2添加比例时的2.30%，脱硝效果几乎消失;805下也得到了类似的结果，添加剂的加入使脱硝效率从60%以上下降到了25%以下，对NOx的排放带来了明显的负面影响。

分析其中的原因。当不加入添加剂时，中等规模脱硝实验台的SNCR反应温度窗口相比于小型实验台已经向低温方向移动。乙醇采取了和氨水混合充分后喷入炉膛的加入方式，因此炉内NOx、NH3、乙醇及生成活性基团的混合情况较好。

较好的混合情况，使乙醇在690时即可对脱硝效率有明显的改善效果，且脱硝效率随添加剂加入比例的增加而增加;因反应温度窗口整体向低温方向移动，乙醇抑制脱硝反应进行所需要的温度也会向低温方向移动，因此760时发生了乙醇对脱硝先促进后抑制的现象，明显低于在小型脱硝实验台所需要的温度;805无添加剂已经有较高的脱硝效率，此时再加入乙醇，生成的大量活性基团，会抑制脱硝反应的进行，使脱硝效率下降。

3.2含Na物质的验证性实验结果

实验选取了NaCl和NaOH两种常用的含Na物质作为添加剂开展验证性实验，相关反应结果见表2。

从表2发现，选取NaCl和NaOH作为添加剂时，含Na物质种类对脱硝的效率影响无明显区别，主要因为含Na物质是通过Na的链式反应产生活性基团而提高脱硝效率;但在给定温度和添加剂浓度下，脱硝效率并未明显改善，与2.2节的筛选实验结果差异较大，为分析其原因，对反应前、后的床料进行XRF分析，不同床料XRF元素分析结果见表3。

从表3发现，尽管床料使用的是高纯电熔石英沙，但是依旧含有一定量的钠元素，床料中已有的钠含量远高于钠原子最高加入量100×10－6。根据2.2节结果，微量Na即可对脱硝产生促进作用的前提是实验系统中无Na原子或Na盐，在炉内已有较高浓度Na的情况下再加入钠并不能对脱硝反应产生明显促进作用。

实际CFB锅炉中，床内均含有较高浓度的Na盐，因此结合实际情况，含Na物质并不适合作为实际CFB锅炉SNCＲ脱硝过程的添加剂。小型脱硝实验台含Na物质作为添加剂对SNCＲ脱硝产生促进作用的前提应为:小型脱硝实验台反应前不含有Na，因此引入钠元素可以明显改善脱硝效果。

因微量Na即可对脱硝产生明显促进作用，加入过高浓度含Na物质不仅无法提高脱硝效率，还会对炉膛结渣等产生负面影响，甚至会影响锅炉的长期安全及稳定运行;另外，部分学者也认为，流化床床料中的Fe2O3，CaO等物质在催化NH3与NOx的还原反应时，也会促进NH3发生氧化反应，最终结果由催化引起的氧化和还原反应的竞争结果共同决定。

4、结论

（1）在小型脱硝试验台上，乙醇和NaCl对SNCＲ脱硝过程都有明显的促进作用。从650℃开始，乙醇可以提高脱硝效率，且存在最佳添加比例约0.6。在650、添加比例0～0.6条件下，脱硝效率从5%增至45%。NaCl可以提高800℃及以上的脱硝效率，且微量Na盐(20×10－6)即可对脱硝效率有明显促进作用，800，0～20×10－6Na盐可将脱硝效率从28%提高到53%，脱硝效率增加超过25%。

（2）添加剂在中等规模脱硝实验台上的验证性结果与在小型脱硝试验台上的筛选实验结果差异较大。乙醇在小型实验台650以上对脱硝效率的提升平均超过20%，在中等实验台上不同温度下对脱硝效率的影响差异较大;NaCl在小型实验台800以上可将脱硝效率平均提高15%，但在中等实验台上，对脱硝效率无明显改善作用。

（3）造成两种液态添加剂在不同实验台上实验结果差异较大的原因主要包括:中等规模脱硝实验台的反应温度窗口向低温方向移动、添加剂与还原剂的混合情况更加复杂、炉内床料成分更加复杂等原因。

（4）乙醇作为添加剂在使用的过程中，要严格控制使用温度在反应温度窗口下限附近、添加比例接近最佳添加比例，否则会对脱硝过程产生明显负面影响;CFB锅炉炉内床料含有较高浓度的钠，因此Na盐的加入并不能提高实际CFB锅炉SNCＲ脱硝的效率。

文献信息

赵硕,周子博,由长福.液态添加剂对CFB锅炉SNCR脱硝的影响[J].煤炭学报,2016,41(10):2479-2483.

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