循环流化床喷射混合还原剂的脱硝反应试验研究
2020-07-08张忠孝
林 晨,张 曜,于 娟,冯 帆,张忠孝
(上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240)
0 引 言
随着大气污染形势日趋严峻,NOx排放法规日益严格。选择性非催化还原技术(SNCR)是流化床锅炉中广泛应用的低成本烟气脱硝技术,具有占地面积小、无需催化剂、设施简单等优点。但流化床负荷变化、炉内温度改变时,SNCR狭窄的反应温度区间(850~1 100 ℃)容易使其失效。此外,SNCR在实际锅炉中的脱硝效率有限,仅有50%[1-3],难以满足低负荷运行时的流化床锅炉工况。
已有研究表明,H2、CH4、CO作为还原剂的添加剂可以改善温度窗口,提高脱硝效率。Lyon等[4]研究表明添加H2后温度窗口向低温方向移动;曹庆喜[5]研究发现,加入氢气后,SNCR的温度窗口明显变窄,且随氢气浓度增大而持续变窄;吕洪坤[6]试验和模拟计算结果显示,H2的参与能促使SNCR反应在较低温度下进行,添加的H2浓度合适时可以扩大反应窗口。Hemberger等[7]针对甲烷和乙烷参与的SNCR反应进行了试验和计算研究,结果表明碳氢化合物的参与使得SNCR反应温度窗口向低温方向移动,同时氨逃逸量也有所下降;Bae[8]研究发现,甲烷添加剂可以使NO还原的最佳反应温度降低,同时增宽反应温度窗口;Suhlmann等[9]在石英管反应器中,研究了CO添加剂对SNCR反应的影响,发现CO可促使脱硝反应的温度向低温移动100 ℃左右;Javed等[10]发现加入CO能使SNCR的反应温度窗口向低温移动200 ℃以上;高亮[11]研究表明,添加CO可以改善低温下氨气的还原能力,但会抑制高温下NOx的还原。
如上所述,添加剂如氢气、碳氢化合物和CO可以改善SNCR反应条件,但以往研究大多针对单一的添加剂,并未使用包含上述有效气体添加剂的工业副产品,如煤气化气、焦炉煤气作为整体添加剂。……
