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脫硝催化劑系列—SCR脫硝系統分析

脫硝是煙氣治理環節中重要環節,目前比較成熟和常用的脫硝工藝主要有SCR和SNCR兩種工藝。因為脫硝催化劑的使用,使得SCR的脫硝效率遠高于SNCR。本文主要介紹SCR脫硝系統組成及影響脫硝效率的因素。

SCR脫硝系統組成

SCR脫硝系統一般由氨的儲存系統、氨與空氣混合系統、氨氣噴入系統、反應器系統、檢測控制系統等組成。

影響脫硝效率的因素

1) 煙氣溫度

溫度偏低運行時,煙氣中的銨鹽、硫酸、水和其他凝結物低于各自的露點溫度,催化劑會將其吸入孔內,溫度升高時,這些物質蒸發將導致催化劑孔內壓力增大,產生的機械應力可能造成催化劑損壞。低溫也會導致硫酸銨的生成增加堵塞的幾率。溫度偏高,催化劑會燒結,導致催化劑比表面下降,活性降低,甚至失活。

2) NH3/NO2

氨的逃逸率增加,在降低脫硝率的同時,也增加了凈化煙氣中未轉化NH3 的排放濃度,進而造成二次污染。一般在設計過程中,NH3/NO的值控制在0.8~1.2的范圍內比較合適,并且結合機組負荷的變化而變化。

3) 入口NO2濃度

催化劑體積一定的情況下,隨著入口氮氧化物濃度的升高,催化劑孔道內的負荷是逐漸增大的,這就會導致催化劑的脫硝效率下降。

4) 空速

空速=標況煙氣量/催化劑體積在催化劑體積一定的情況下,空速是一個定值,空速一般是3000-5000h-1

5) 停留時間

停留時間即氮氧化物在催化劑活性位點上與活性物質的反應時間。時間過短,氮氧化物脫除力度不夠,脫硝效率下降;時間過長會阻止其他氮氧化物與活性位點結合反應,脫硝效率下降。

6)煙氣均勻混合程度

SCR工程設計的關鍵是達到NH3與NOx的最佳的湍流混合。因此,脫硝反應物必須被霧化并與煙氣盡量混合,以確保與被脫除反應物有充足的接觸。混合由噴射系統通過向煙氣中加壓的氣態氨完成。噴射系統控制噴入反應物的噴入量、噴射角、速度和方向。一般系統用蒸汽或空作為載氣,用以增加穿透煙氣的能煙氣和氨在進入SCR反應器之前進行混合,如果混合不充分,NO還原效率降低,SCR設計必須在氨噴入點和反應器入口有足夠的管道長來實現混合。

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