中温条件下添加剂对SNCR脱硝影响的实验研究

发布时间：2017-08-17 14:10

  本文关键词：中温条件下添加剂对SNCR脱硝影响的实验研究

  更多相关文章： SNCR 添加剂 脱硝 氨氮比 中温 燃煤烟气

【摘要】：目前我国燃煤电厂氮氧化物排放量持续增长,由此引起的环境污染问题日益突出。选择性非催化还原(SNCR)技术作为一种简单经济的NOx控制技术,建设周期短且改造相对容易,同时可与其他NOx控制技术复合应用达到较高的脱硝效率,适用于我国新建燃煤电厂及现有电厂改造。由于SNCR技术要求的温度较高且对温度条件较为敏感,当锅炉低负荷运行时,还原剂喷射区域的温度范围偏离了SNCR最佳的脱硝温度窗口,脱硝效率明显下降,使其不能满足NOx排放标准,这成为该技术大规模推广应用的主要障碍。因此,探明锅炉低负荷运行参数与不同烟气组分浓度对SNCR脱硝过程的影响规律,改善中温条件下SNCR脱硝效率是SNCR技术向电厂锅炉推广的关键问题。本文首先在管式炉实验系统中,进行650-950℃温度范围内氨气-SNCR脱硝实验,在模拟烟气气氛下(NO、O2、CO2、SO2、N2)研究工艺参数(温度、氨氮比)对脱硝效率及污染物排放(氨逃逸、尾部N2O、NO2)的影响规律,探究主要烟气组分(O2、SO2)对SNCR反应特性的影响。研究结果对深入理解中温条件下SNCR反应特性,提高中温条件下SNCR脱硝效率有指导意义。其次,在管式炉上考察三种添加剂(氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4))在不同温度条件下SNCR脱硝反应效率并考察氨逃逸率及N20排放。结果表明：随着添加量添加量与NH3物质的量比β (Add/NH3)的增大,SNCR脱硝温度窗口均向低温方向移动；最佳脱硝温度Topt偏移量从小到大为顺序依次为：COH2CH4;同时,N20转化率ηN2o整体提高,且峰值向低温方向移动,峰值大小及其偏移量排序依次为：COH2CH4。综合比较,CH4与H2对中温SNCR脱硝效率的改善作用较佳：700～900℃温度区间,当p(Add/NH3)≥0.8,脱硝效率η均能超过50%,但650℃时,η依然较低,约27%。最后,在6kW CFB循环流化床(CFB)煤燃烧实验装置上,进行了实际燃煤烟气条件下SNCR脱硝试验,在650℃-850℃温度范围内,探究了氨氮比(NSR)、烟气温度对脱硝效率、尾部氨逃逸及N20排放浓度等的影响。结果表明：在NSR=1.5,无添加剂条件下,温度低于680℃时,脱硝效率η均小于17%,而当温度升高为810℃时,η均增大到70%左右；添加CH4后,在630～680℃温度范围内CH4对η的促进作用随温度升高而逐渐增大,随添加量增大而增大；当温度高于680℃,CH4对η的促进作用减弱,添加量变化对其影响不大,η约50%;在810℃时,CH4对η有抑制作用。同时,氨氮比NSR与CH4添加量β(CH4/NH3)增大均会使N20排放浓度φ(N20)略微增大,氨逃逸均保持在4.7ppm,无明显变化。
【关键词】：SNCR 添加剂 脱硝 氨氮比 中温 燃煤烟气
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 选择性非催化还原反应机理10-12
• 1.3 影响SNCR反应的主要因素12-15
• 1.3.1 运行参数12-13
• 1.3.2 烟气组分13-15
• 1.4 添加剂对SNCR反应的影响15-17
• 1.4.1 气体添加剂15-16
• 1.4.2 液体添加剂16
• 1.4.3 其他添加剂16-17
• 1.5 本文研究内容17
• 参考文献17-21
• 第二章 实验装置与测试方法21-28
• 2.1 管式炉SNCR脱硝实验系统21-24
• 2.1.1 管式炉主体21-22
• 2.1.2 模拟烟气配气系统22
• 2.1.3 氨气/添加剂喷射系统22-23
• 2.1.4 烟气组分分析23-24
• 2.2 流化床SNCR脱硝实验系统24-26
• 2.2.1 流化床主体24-25
• 2.2.2 氨气/添加剂喷射系统25-26
• 2.2.3 烟气组分分析26
• 2.3 本章小结26
• 参考文献26-28
• 第三章 模拟烟气SNCR基础实验研究28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 实验方法28-29
• 3.3 温度对SNCR反应的影响29-31
• 3.4 氨氮比对SNCR反应的影响31-33
• 3.5 氧气对SNCR反应的影响33-35
• 3.6 二氧化硫对SNCR反应的影响35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 参考文献37-39
• 第四章 模拟烟气SNCR添加剂脱硝实验研究39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 CO添加剂对SNCR反应的影响39-42
• 4.2.1 CO对NO还原效果的影响40
• 4.2.2 CO对N_2O及N_2转化率的影响40-41
• 4.2.3 CO对尾部NH_3、CO排放的影响41-42
• 4.3 H_2添加剂对SNCR反应的影响42-44
• 4.3.1 H_2对NO还原效果的影响42-43
• 4.3.2 H_2对N_2O及N_2转化率的影响43-44
• 4.3.3 H_2对尾部NH_3排放的影响44
• 4.4 CH_4添加剂对气SNCR反应的影响44-47
• 4.4.1 CH_4对NO还原效果的影响44-45
• 4.4.2 CH_4对N_2O及N_2转化率的影响45-46
• 4.4.3 CO对尾部NH_3、CH_4、CO排放的的影响46-47
• 4.5 添加剂H_2、CO、CH_4的对比分析47-48
• 4.6 本章小结48
• 参考文献48-50
• 第五章 燃煤烟气SNCR及添加剂实验研究50-57
• 5.1 引言50
• 5.2 实验方案50-51
• 5.2.1 实验煤种50
• 5.2.2 实验方法50-51
• 5.2.3 实验工况51
• 5.3 流化床运行稳定性51-53
• 5.3.1 炉膛温度51-52
• 5.3.2 初始烟气组分浓度52-53
• 5.4 燃煤烟气SNCR反应特性53-55
• 5.4.1 氨氮比及温度对燃煤烟气SNCR反应的影响53-54
• 5.4.2 添加剂CH_4对燃煤烟气SNCR反应的影响54-55
• 5.5 本章小结55-56
• 参考文献56-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 全文总结57-58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 作者简介,攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文60

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本文编号：689416