在SCR系统设计中,重要的运行参数是烟气温度、烟气流速、氧气浓度、SO3浓度、水蒸汽浓度、钝化影响和氨逃逸等。
烟气温度是选择催化剂的重要运行参数,催化反应只能在一定的温度范围内进行,同时存在催化的温度,这是每种催化剂特有的性质,因此烟气温度直接影响反应的进程;如本工程选择的催化剂,可在烟温300~400℃之间运行,低于低限温度或高于高限温度运行,催化剂就都会失活。
烟气流速直接影响 NH3与 NOx的混合程度,需要设计合理的流速以保证 NH3与 NOx充分混合使反应充分进行,流速的选择应避免烟灰在催化剂上的积累,并且要避免对催化剂的磨损,对于燃煤机组高尘布置的情况。
反应需要氧气的参与,当氧浓度增加催化剂性能提高,直到达到渐近值。
氨逃逸是影响SCR系统运行的另一个重要参数,实际生产中通常是多于理论量的氨被喷射进入系统,反应后在烟气下游多余的氨称为氨逃逸,NOx脱除效率随着氨逃逸量的增加而增加,在某一个氨逃逸量后达到一个渐进值;一般要求氨逃逸不大于3ppm。
由于氨和NOx的还原反应过程中,还同时存在氨的氧化分解等反应,导致实际反应的氨水消耗量较大,两种反应的占比和反应温度密切相关,很难从理论上来确定比例,对于工程项目而言,主要依靠试验和投运项目实际运行数据反馈来倒推经验系数的取值作为新建项目的设计依据。
对于氨逃逸率,行业标准要求为不超过10ppm,采集数据和试验过程中的原则为,在单个工况数据收集时间段内监测氨逃逸率,在不超过5ppm下(考虑系统余量),在某温度工况下持续加大氨水的喷射量,将测得的脱硝效率作为样本数据。水泥窑炉主要不同温度工况下的标称化学摩尔比-脱硝效率关系曲线见图1,由此可以方便地查找出不同温度和脱硝效率要求下的M值。
喷出的氨水颗粒在与空气中的污染物接触后,会发生化学反应,主要有下列几种反应:
1、氨水可以通过中和反应降低酸性气体的浓度,比如NOx、SOx等。
2、氨水还可以与NOx发生选择性催化还原反应(SCR),将NOx还原成氮气和水。
3、氨水在与异丁烯、苯等有机污染物反应的过程中,会发生存在N-SYNERGY中的N、O还原性的二元交互作用,这些有机污染物也会被分解降解,从而达到清除空气污染的目的。
四、氨水喷枪的应用
氨水喷枪主要应用于净化空气,其主要用途有以下几种:
1、净化电厂、钢铁厂等大型企业的废气和烟气。
2、净化工业园区、城市道路和城市建筑物的空气。
3、净化地下车库、电梯井和装配车间等封闭场所中的空气。
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