NH3选择性非催化还原脱硝影响因素

2.3氧含量的影响

反应气体中氧含量的不同，SNCR反应的反应路径不同.在实际运行中烟气中都会含有氧气，氧含量增多会促进反应(2)向正反应方向移动，但是同时也会增强NH3氧化反应，合理的氧含量选取对SNCR脱硝率保持较高水平具有重要意义.

图5为RNS=1.5时，氧含量对SNCR脱硝率影响变化曲线.

图5不同氧含量SNCR脱硝率变化曲线

从图5可以看出，ϕ(O2)=0时，SNCR脱硝率较低，温度从800,℃提升到1,050,℃，脱硝率也仅是从1.2%,提升到了18.2%,，Lyon等[11]通过研究发现ϕ(O2)=0时，OH和O基团含量较少，抑制NH2基团的生成，NH3还原NO反应进行缓慢.氧含量从0增加后，SNCR脱硝率显著提升，这是因为O和OH等活性基团浓度增加，促进了NH2基团的生成.

图4不同氨氮摩尔比下SNCR脱硝率变化曲线图5不同氧含量SNCR脱硝率变化曲线在含氧时，发现氧含量的增加会导致SNCR脱硝率的减小.分析可知，因为NH3在高温下不仅会发生还原NO的反应，同时也会和O2发生氧化反应，反应NH3+NO和NH3+O2存在竞争关系，而在高温下O2的增加对NH3氧化反应的促进作用要大于对NH3还原反应的促进作用，导致NH3被大量消耗，还原剂大量减少，同时NH3氧化反应(4)又会产生NO，综合作用下，SNCR脱硝率降低.

2.4循环灰的影响

循环流化床锅炉实际运行时，烟气不会是纯净的气体，烟气会携带许多灰进入旋风分离器.SNCR脱硝系统是对携带循环灰的烟气进行脱硝，其中灰中含有大量具有催化作用的金属氧化物，对SNCR脱硝反应有较大影响.研究循环灰对SNCR脱硝反应的影响具有重要的实际意义.

实验中，先在固定床系统的石英反应器中加入煅烧好的循环灰，然后再通入配比好的反应气进行反应，烟气分析仪读取反应前后数据，与不加循环灰时的反应进行比较，研究循环灰对SNCR脱硝的影响.

图6为RNS=1.5、ϕ(O2)=6%,时，循环灰对SNCR脱硝率影响的变化曲线.

图6循环灰对SNCR脱硝率的影响

从图6可知，添加循环灰与不添加循环灰，SNCR脱硝率随温度变化趋势相同，在850,℃到950,℃，脱硝率不断增加，在950,℃达到峰值，温度再提高后，脱硝率开始下降，但是添加循环灰与不添加循环灰相比，会使SNCR脱硝率下降，以最高点950,℃为例，添加循环灰后SNCR脱硝率从82.9%,下降到了78.6%,，说明循环灰有抑制SNCR脱硝的作用，这与文献[6]中实验结果相似.

分析可知，循环灰中主要成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3，占到91.57%,.其中SiO2和Al2O3对反应基本呈惰性，而Fe2O3和CaO是促进反应的活性成分.随着温度升高，NH3开始发生氧化反应.在高温NH3+NO+O2体系中，Fe2O3和CaO促进NH3还原NO的同时也会促进NH3的氧化反应，并且NH3的氧化反应要强于NH3还原反应，循环灰中Fe2O3和CaO越多，NH3的氧化反应越剧烈，导致还原剂NH3被大量消耗，降低了氨氮摩尔比，而且NH3氧化反应(4)会产生NO，使添加循环灰的SNCR脱硝率比不添加循环灰的SNCR脱硝率低.

3结论

(1)温度对SNCR脱硝反应的影响最大.在实验的条件下，温度由800,℃变化到1,050,℃时，SNCR脱硝率先增后减，在950,℃达到最大值.在温度较低(小于850,℃)时，SNCR反应进行缓慢，脱硝率只有30%,左右;在温度大于950,℃后，NH3氧化反应加剧会降低脱硝率.

(2)氨氮摩尔比对SNCR反应具有重要影响.在温度小于850,℃时，温度是SNCR的控制因素，改变氨氮摩尔比对反应影响不大;当温度大于850,℃时，提升氨氮摩尔比可以明显提高脱硝率，但是氨氮摩尔比大于1.5时，NH2+NO和NH2+NO链式反应已达到平衡，继续提高氨氮摩尔比，脱硝率的增幅放缓.

(3)在不含氧,时，OH等活性基团很少，SNCR反应进行缓慢;在有氧时，氧含量增加促进了NH3氧化反应，降低了NH3+NO还原反应的选择性，会降低SNCR反应的脱硝率.

(4)循环灰中含有大量金属元素，其中SiO2和Al2O3对反应基本呈惰性，Fe2O3和CaO是促进反应的活性成分，在高温条件下，Fe2O3和CaO对NH3氧化反应的催化效果要强于对NH3还原反应的催化效果，因此降低了脱硝率.

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