基于CHEMKIN对锅炉SNCR脱硝系统模拟及优化

3．4烟气中O2浓度模拟及优化

烟气中O2浓度对SNCR反应影响较大。图6可见当O2浓度为1%时，脱硝效率高达79．2%，剩余的NH3为75．93ppm;而当O2浓度增加到8%时，脱硝效率降低到69．05%，剩余NH3的减少到39．61ppm。在火电厂锅炉中，烟气中典型的O2浓度约为3%～6%，脱硝系统出口NO浓度与NH3的泄漏量受影响较小。

3．5烟气中初始NO浓度模拟及优化

图7三条曲线所示在最佳反应温度1200K时，初始浓度为200ppm、300ppm、400ppm下的脱硝效率分别为75．95%、79．57%、81．65%，分离器出口NO浓度不随初始条件中NO浓度不同而不同，最佳温度下的NO脱除率随着烟气中NO初始浓度降低而下降。

3．6添加CH4、H2对脱硝的影响

图8所示添加CH4后所得的最佳脱硝温度左移至1113K。这种移动是因为CH4的氧化反应会促进OH的生成，进而影响到了NH3对NO的还原反应。图9所示添加剂H2使最大脱硝效率降低的原因可能与还原剂与烟气中NO的混合程度有关。对比添加剂CH4、H2对SNCR系统的作用效果，在添加200ppmCH4或H2后，最佳温度下的脱硝效率均比原来有所降低。

4、结论

本文运用化学动力学软件CHEMKIN，针对SNCR反应选定PSR模型，SNCR脱硝过程进行了模拟，分析了反应温度、NH3/NOx比、还原剂在分离器内停留时间、初始烟气中NO浓度、烟气中O2含量及添加剂CH4、H2等因素对SNCR脱硝系统的优化，主要得出以下结论：

(1)相比其它因素，SNCR系统的NOx脱硝效率对温度最为敏感，SNCR反应的“温度窗口”较窄，约为1107～1350K，在此区间内NO脱硝率大于46%，系统最佳反应温度约为1200K。

(2)综合考虑脱硝效率、NH3漏失对环境造成的污染及SNCR系统运行成本，NH3/NO比一般控制在1．0～2．0之间，最佳值为1．5。

(3)还原剂在SNCR系统内停留时间在0．6s以内时，随着停留时间的增加，脱硝效率会有明显的上升趋势，超过0．6s后，脱硝效率随时间增加上升的趋势不是很明显，因此推荐设计系统时考虑还原剂在系统内停留时间在0．6s以上。

(4)在火电厂锅炉中，烟气中氧气浓度一般控制在3%～6%，烟气中氧浓度及NO浓度对SNCR脱硝系统影响不大。

(5)SNCR系统加入添加剂CH4与H2后，均使系统反应的“温度窗口”发生左移，使得移动后“窗口”区间约为1095～1175K，移动幅度基本相同，但在添加CH4或H2后，最佳温度下的脱硝效率均比原来有所下降。

文献信息

龚玉霞,苏铁熊,马理强,陈富强.基于CHEMKIN对锅炉SNCR脱硝系统模拟及优化[J].节能技术,2016,34(05):456-459.

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