上海湛流環(huán)保工程有限公司
的從圖2-13可以看出,NB對NO,還原的溫度窗口沒有影響,無論NSR是大還是小
的從圖2-13可以看出,NB對NO,還原的溫度窗口沒有影響,無論NSR是大還是小
還原反應(yīng)都是在110左右激活。NSR的變化引起了MO還原效率的變化。當(dāng)Nsa
時(shí),NO,還原水平很低,即使在最佳還原溫度1200K時(shí)NO,的最低排放濃度也有150pm
而當(dāng)NR=2.0后,在最佳還原溫度1200K時(shí)NO,的排放濃度只有40pm左右,且No,的
放濃度基本不再隨著NSR的升高而變化。因此,實(shí)際工程中還原劑NH3/NO2的摩爾比應(yīng)控
制在1.0-2.0的范圍內(nèi)比較合適
1實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠清楚地體現(xiàn)化學(xué)平衡的原理。由圖2-13可以看出,隨若氨氮比的升高
NO濃度降低。氨氮比從0.5上升到1.0時(shí),NO2濃度下降很多;但當(dāng)氨氮比繼續(xù)增加至2.0
以上時(shí),NO濃度下降不多。這是因?yàn)榘痹诟邷叵碌姆磻?yīng)有氧化和還原兩個(gè)方向,氨氮比超
過1.0以后,氨的選擇性就會下降
時(shí),NO,還原水平很低,即使在最佳還原溫度1200K時(shí)NO,的最低排放濃度也有150pm
而當(dāng)NR=2.0后,在最佳還原溫度1200K時(shí)NO,的排放濃度只有40pm左右,且No,的
放濃度基本不再隨著NSR的升高而變化。因此,實(shí)際工程中還原劑NH3/NO2的摩爾比應(yīng)控
制在1.0-2.0的范圍內(nèi)比較合適
1實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠清楚地體現(xiàn)化學(xué)平衡的原理。由圖2-13可以看出,隨若氨氮比的升高
NO濃度降低。氨氮比從0.5上升到1.0時(shí),NO2濃度下降很多;但當(dāng)氨氮比繼續(xù)增加至2.0
以上時(shí),NO濃度下降不多。這是因?yàn)榘痹诟邷叵碌姆磻?yīng)有氧化和還原兩個(gè)方向,氨氮比超
過1.0以后,氨的選擇性就會下降
0.05—NO,在爐膛出口煙氣中占NO,的體積比例;
1.34—NO的體積分率(ppm)轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)質(zhì)量濃度(mg/m2)的系數(shù),即NO的
分子量(30)除以氣體摩爾體積(22.4)
2.05—NO,的體積分來
(pom)轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)質(zhì)量濃度(mg/m2)的系數(shù),即NO,的
分子量(46)除以氣體摩爾體積(22.4)。
品……62一“230心味以些學(xué)
(四)SNCR工藝的原素小時(shí)耗量的計(jì)算
m”30×2×10%%(2-53)
式中qom—一純尿素的小時(shí)耗量,kgh;
qm一爐膛的煙氣流量(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含嫩量下的干煙氣),m2/h;
Co一脫硝系統(tǒng)未投入運(yùn)行時(shí),爐膛煙氣NO的濃度(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含氧量下的干煙
n——尿素與NO。的摩爾比,根據(jù)SNCR的脫硝效率而定,可參考表2-1選取;
30、60—NO和尿素的分子是。
(五)需要說明的問題
以上關(guān)于還原劑需量的估算,只是理論上的計(jì)算數(shù)值,與實(shí)際工程中噴入的還原劑量相
差較大,實(shí)際工程中SNCR系統(tǒng)中的還原劑利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于SCR系統(tǒng),一般只有30%。
40%,小型機(jī)組的還原劑利用率較大型機(jī)組的高。
實(shí)際工程實(shí)踐中,準(zhǔn)確計(jì)算出還原劑的量是十分困難的,主要原因有兩個(gè)方面:一是就
目前的技術(shù)水平,設(shè)計(jì)時(shí)無法準(zhǔn)確確定系統(tǒng)NO,的生成量,NO。的實(shí)際濃度需要根據(jù)工程運(yùn)
行后實(shí)際測量確定;二是尚不能準(zhǔn)確確定噴入的還原劑量(氨或尿素)和與02發(fā)生化學(xué)反
應(yīng)生成NO的量。因此,工程還原劑的噴入量需要在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)初步
確定,在工程調(diào)試中具體確定。
第七節(jié)影響SNCR脫硝性能的幾個(gè)因素
SNCR工藝可以方便地在現(xiàn)有鍋爐裝置上進(jìn)行改裝。因?yàn)樗恍枰呋瘎┐矊樱瑑H僅需
要對還原劑的儲存設(shè)備和噴射系統(tǒng)加以安裝,所以初始投資相對于SCR工藝來說要低得多,
但操作費(fèi)用與SCR工藝相當(dāng)。SNCR還原NO,的化學(xué)反應(yīng)效率主要取決于煙氣溫度、高溫區(qū)
停留時(shí)間、含氨化合物(即還原劑)注入的類型和數(shù)量、混合效率等影響因素。
溫度對SNCR的還原反應(yīng)的影響最大。當(dāng)溫度高于1200℃時(shí),NH、會被氧化成NO,反
而造成NO,排放濃度增大;而當(dāng)溫度低于89℃時(shí),反應(yīng)不完全,會造成所謂的“氨穿透”,
逃逸率高,造成新的污染。因此;散準(zhǔn)的溫度區(qū)間(溫度窗口)是這兩種趨勢對立統(tǒng)一
的結(jié)果。對于鍋?zhàn)o(hù)煙氣處理最佳的溫度窗口,通常出現(xiàn)在素汽發(fā)生得和對流熱交換器所在的
區(qū)域。不同鍋爐爐膛中的煙氣流場和不同的燃燒器兒何結(jié)構(gòu),導(dǎo)或不同類型鍋爐中的溫度
口和最佳還原溫度會有差異。通常,燃煤鍋爐SNCR脫時(shí)的溫度范圍是800-120℃。
21-[021NO.]·(2-46)
[NO.]=21-[0]
式中[NO,】——NO.含量(實(shí)際氧量、標(biāo)態(tài)),mg/m㎡;
[NO.]·—NO,含量(6%03、標(biāo)態(tài)),mg/m2;
[02]—一實(shí)際O2,%;
[02]·6%02。
3.質(zhì)量一體積濃度與體積濃度之間的轉(zhuǎn)換
每立方米大氣中污染物的質(zhì)量數(shù)來表示的濃度叫質(zhì)量一體積濃度,單位是mg/m2或
g/m';體積濃度是用每立方米的大氣中含有污染物的體積數(shù)(立方厘米)或(毫升)來表示的,
常用的表示方法是ppm,即lppm=lom2/m3=10-6。質(zhì)量一體積濃度與ppm的換算關(guān)系為
(2-47)
X=MC/22.4
(2-48)
C=22.4X/M
式中X一污染物以每標(biāo)準(zhǔn)立方米的毫克數(shù)表示的濃度值;
C—一污染物以ppm表示的濃度值;
M——污染物的分子量。
(二)稀釋風(fēng)量估算
為了系統(tǒng)運(yùn)行等的安全性和保證NH,與煙氣的有效混合,一般需要在NH3進(jìn)入煙道之
前,先與一定的空氣進(jìn)行充分混合,目前國內(nèi)NH3稀釋空氣比在設(shè)計(jì)時(shí)滿足鍋爐在BMCR
時(shí)NH3含量小于10%,因此可以根據(jù)NH。的消耗量估算稀釋風(fēng)的量,具體計(jì)算式為
9m.=第×qNI出(BMCR)(2-49)
q,“6.7】×qa5(2-50)
式中qm—稀釋空氣比率(標(biāo)態(tài)),m3/h;
9w,——NH3流量(標(biāo)態(tài)),m2/h;
gau,—NH3流量,kg/h。
在估算出還原劑消耗量和稀釋風(fēng)量后,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)式就可以確定出系統(tǒng)物料平衡中各
管路相關(guān)物質(zhì)的成分。
(三)爐膛出口煙氣中NO和NO。濃度的計(jì)算
爐膛出口煙氣中NO和NO2濃度的計(jì)算式為
CNo,=Cvo,×0.05
式中G.-解氣中N0.的濃度(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含氧量下的干煙氣),mya);
o一加(中NO的濃度(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含氧量下的干煙氣),mym;
6島二奶就0,的路度《后態(tài)、安際含機(jī)鹽下的干心),哪。
0.95—NO在爐虛出日煙氣中占NO.的體積I比例;”
式(2-44)進(jìn)行鉆算,即
..=是MC.ogu3引-Q(1-gaue) x10-*/(1-品)(2-44)
Cs0,=Cno +Cmo,
式中9%w陽,—NH3流量,kg/h;
M一氨與NO,的摩爾比,根據(jù)SMCR脫硝效率而定,可參考表2-1選取;
Cso.—NO.含量(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2),mg/m2;
Cxo——NO含量(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2),mg/m;
Cxo.——NO,含量(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2),mg/m2;
CuBo——煙氣中H2O的含量,%;
9..——煙氣流速(標(biāo)態(tài)、濕基),m2/h;
B—一氨的逃逸率;
a——實(shí)際02量;
男一NH3和NO,的分子量之比;
10-6—單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。
表2-1SNCR工藝的脫硝效率與NSR的關(guān)系
脫確效率(%)標(biāo)稱的化學(xué)章標(biāo)比脫造激率(%)標(biāo)稱的化學(xué)摩爾比
24
a.8
1.34—NO的體積分率(ppm)轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)質(zhì)量濃度(mg/m2)的系數(shù),即NO的
分子量(30)除以氣體摩爾體積(22.4)
2.05—NO,的體積分來
(pom)轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)質(zhì)量濃度(mg/m2)的系數(shù),即NO,的
分子量(46)除以氣體摩爾體積(22.4)。
品……62一“230心味以些學(xué)
(四)SNCR工藝的原素小時(shí)耗量的計(jì)算
m”30×2×10%%(2-53)
式中qom—一純尿素的小時(shí)耗量,kgh;
qm一爐膛的煙氣流量(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含嫩量下的干煙氣),m2/h;
Co一脫硝系統(tǒng)未投入運(yùn)行時(shí),爐膛煙氣NO的濃度(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含氧量下的干煙
n——尿素與NO。的摩爾比,根據(jù)SNCR的脫硝效率而定,可參考表2-1選取;
30、60—NO和尿素的分子是。
(五)需要說明的問題
以上關(guān)于還原劑需量的估算,只是理論上的計(jì)算數(shù)值,與實(shí)際工程中噴入的還原劑量相
差較大,實(shí)際工程中SNCR系統(tǒng)中的還原劑利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于SCR系統(tǒng),一般只有30%。
40%,小型機(jī)組的還原劑利用率較大型機(jī)組的高。
實(shí)際工程實(shí)踐中,準(zhǔn)確計(jì)算出還原劑的量是十分困難的,主要原因有兩個(gè)方面:一是就
目前的技術(shù)水平,設(shè)計(jì)時(shí)無法準(zhǔn)確確定系統(tǒng)NO,的生成量,NO。的實(shí)際濃度需要根據(jù)工程運(yùn)
行后實(shí)際測量確定;二是尚不能準(zhǔn)確確定噴入的還原劑量(氨或尿素)和與02發(fā)生化學(xué)反
應(yīng)生成NO的量。因此,工程還原劑的噴入量需要在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)初步
確定,在工程調(diào)試中具體確定。
第七節(jié)影響SNCR脫硝性能的幾個(gè)因素
SNCR工藝可以方便地在現(xiàn)有鍋爐裝置上進(jìn)行改裝。因?yàn)樗恍枰呋瘎┐矊樱瑑H僅需
要對還原劑的儲存設(shè)備和噴射系統(tǒng)加以安裝,所以初始投資相對于SCR工藝來說要低得多,
但操作費(fèi)用與SCR工藝相當(dāng)。SNCR還原NO,的化學(xué)反應(yīng)效率主要取決于煙氣溫度、高溫區(qū)
停留時(shí)間、含氨化合物(即還原劑)注入的類型和數(shù)量、混合效率等影響因素。
溫度對SNCR的還原反應(yīng)的影響最大。當(dāng)溫度高于1200℃時(shí),NH、會被氧化成NO,反
而造成NO,排放濃度增大;而當(dāng)溫度低于89℃時(shí),反應(yīng)不完全,會造成所謂的“氨穿透”,
逃逸率高,造成新的污染。因此;散準(zhǔn)的溫度區(qū)間(溫度窗口)是這兩種趨勢對立統(tǒng)一
的結(jié)果。對于鍋?zhàn)o(hù)煙氣處理最佳的溫度窗口,通常出現(xiàn)在素汽發(fā)生得和對流熱交換器所在的
區(qū)域。不同鍋爐爐膛中的煙氣流場和不同的燃燒器兒何結(jié)構(gòu),導(dǎo)或不同類型鍋爐中的溫度
口和最佳還原溫度會有差異。通常,燃煤鍋爐SNCR脫時(shí)的溫度范圍是800-120℃。
21-[021NO.]·(2-46)
[NO.]=21-[0]
式中[NO,】——NO.含量(實(shí)際氧量、標(biāo)態(tài)),mg/m㎡;
[NO.]·—NO,含量(6%03、標(biāo)態(tài)),mg/m2;
[02]—一實(shí)際O2,%;
[02]·6%02。
3.質(zhì)量一體積濃度與體積濃度之間的轉(zhuǎn)換
每立方米大氣中污染物的質(zhì)量數(shù)來表示的濃度叫質(zhì)量一體積濃度,單位是mg/m2或
g/m';體積濃度是用每立方米的大氣中含有污染物的體積數(shù)(立方厘米)或(毫升)來表示的,
常用的表示方法是ppm,即lppm=lom2/m3=10-6。質(zhì)量一體積濃度與ppm的換算關(guān)系為
(2-47)
X=MC/22.4
(2-48)
C=22.4X/M
式中X一污染物以每標(biāo)準(zhǔn)立方米的毫克數(shù)表示的濃度值;
C—一污染物以ppm表示的濃度值;
M——污染物的分子量。
(二)稀釋風(fēng)量估算
為了系統(tǒng)運(yùn)行等的安全性和保證NH,與煙氣的有效混合,一般需要在NH3進(jìn)入煙道之
前,先與一定的空氣進(jìn)行充分混合,目前國內(nèi)NH3稀釋空氣比在設(shè)計(jì)時(shí)滿足鍋爐在BMCR
時(shí)NH3含量小于10%,因此可以根據(jù)NH。的消耗量估算稀釋風(fēng)的量,具體計(jì)算式為
9m.=第×qNI出(BMCR)(2-49)
q,“6.7】×qa5(2-50)
式中qm—稀釋空氣比率(標(biāo)態(tài)),m3/h;
9w,——NH3流量(標(biāo)態(tài)),m2/h;
gau,—NH3流量,kg/h。
在估算出還原劑消耗量和稀釋風(fēng)量后,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)式就可以確定出系統(tǒng)物料平衡中各
管路相關(guān)物質(zhì)的成分。
(三)爐膛出口煙氣中NO和NO。濃度的計(jì)算
爐膛出口煙氣中NO和NO2濃度的計(jì)算式為
CNo,=Cvo,×0.05
式中G.-解氣中N0.的濃度(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含氧量下的干煙氣),mya);
o一加(中NO的濃度(標(biāo)態(tài)、實(shí)際含氧量下的干煙氣),mym;
6島二奶就0,的路度《后態(tài)、安際含機(jī)鹽下的干心),哪。
0.95—NO在爐虛出日煙氣中占NO.的體積I比例;”
式(2-44)進(jìn)行鉆算,即
..=是MC.ogu3引-Q(1-gaue) x10-*/(1-品)(2-44)
Cs0,=Cno +Cmo,
式中9%w陽,—NH3流量,kg/h;
M一氨與NO,的摩爾比,根據(jù)SMCR脫硝效率而定,可參考表2-1選取;
Cso.—NO.含量(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2),mg/m2;
Cxo——NO含量(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2),mg/m;
Cxo.——NO,含量(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2),mg/m2;
CuBo——煙氣中H2O的含量,%;
9..——煙氣流速(標(biāo)態(tài)、濕基),m2/h;
B—一氨的逃逸率;
a——實(shí)際02量;
男一NH3和NO,的分子量之比;
10-6—單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。
表2-1SNCR工藝的脫硝效率與NSR的關(guān)系
脫確效率(%)標(biāo)稱的化學(xué)章標(biāo)比脫造激率(%)標(biāo)稱的化學(xué)摩爾比
24
a.8