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时间:2019-12-12 19:31:07 作者:ag用户积分 浏览量:19403

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  2.3实验工况及方法

  2脱硝性能实验

,见下图

  图1为3种气氛下氨氮比、反应温度、入口NO质量浓度CNO和表观速度对SCR烟气脱硝效率的影响。

,见下图

  但随着氨氮比的继续增加,脱硝效率增加的幅度逐渐减小,这是由于氨的质量浓度过高使NH3分子不能吸附在催化剂上与NO发生反应而直接逸出。

  图1为3种气氛下氨氮比、反应温度、入口NO质量浓度CNO和表观速度对SCR烟气脱硝效率的影响。

,如下图

  以淮南烟煤为例,经计算得到富氧O2/CO2以及空气燃烧条件下的烟气成分,通过模拟不同烟气成分,在实验室活性测试平台上研究了氨氮比α,温度(表征反应速率常数k)、表观速度(表征停留时间T)、入口NO初始的质量浓度CNO及烟气成分中H2O和O2对SCR催化剂脱硝性能的影响。结果表明:相同实验工况下,与空气气氛相比,富氧和O2/CO2气氛下SCR烟气脱峭效率降低了8%;不同气氛下,随氨氮比、温度的增加,脱峭效率增长,且增长速率逐渐降低;表观速度增加时,脱峭效率减小,且减小速率也逐渐减低;CNO减小时,脱峭效率仅变化了1%左右;烟气中H2O和O2也会影响脱峭性能,但均与烟气中的CO2无关。

如下图

,如下图

  由图1(b)可以知,在290℃~380℃内,SCR烟气脱硝效率均随着温度的升高而增大,这是由于温度升高,结合公式(1)定性分析,可知反应速率常数增加,脱硝效率是增加的;另一方面,根据打一散系数计算公式(具体公式参见文献公式(3),当反应温度增加时,烟气中NO和NH3的打一散系数也增加,使催化剂上吸附更多的NO和NH3,促进氨氮反应的进行。但脱硝效率的增长速率减小,这是由于在高温区域,氨发生氧化反应,使参与脱硝反应的氨量减少;同时高温下SO2具有较高的转化率,会在催化剂活性位上产生竞争吸附,且温度越高,吸附作用越强。

  2.1实验室活性测试平台

,见图

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  实验时先通CO2(空气下为N2)设置加热器的升温速率为10℃/min升至设定温度,待温度保持稳定,通入NO气体,待NO的的质量浓度稳定后,记录NO的质量浓度为初始NO的质量浓CNO,i再通入实验气体NH3,O2以及H2O进行反应,待反应后的NO的质量浓度趋于稳定后,记录NO的质量浓度CNO,由式(2)计算出脱硝效率。

  通过模拟富氧和O2/CO2条件下烟气成分,研究了氨氮比、温度、入口NO的质量浓度CNO,i,表观速度、烟气中H2O和O2对脱硝效率的影响。并与空气气氛进行对比,具体的实验工况如表1所示。

不同燃烧气氛条件下SCR烟气脱硝性能实验研究

  实验样品取自广东旺隆电厂的新蜂窝煤状催化剂,该催化剂为钒钦基催化剂,其基本成分为TiO2,V2O5,WO3等,实验将整块催化剂切为总长为0.2m,单孔孔径宽0.0074m,单孔孔径高0.0074m的5孔×5孔的试验块,其催化剂表面积为0.150m2。

  2.3实验工况及方法

  但随着氨氮比的继续增加,脱硝效率增加的幅度逐渐减小,这是由于氨的质量浓度过高使NH3分子不能吸附在催化剂上与NO发生反应而直接逸出。

不同燃烧气氛条件下SCR烟气脱硝性能实验研究

  1脱硝效率计算

表1脱硝性能实验工况

  与空气气氛燃烧条件下相比,富氧(O2/CO2)燃烧能减少NOx等污染物的排放。目前,控制NOx排放主要采用选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术。关于空气燃烧的SCR脱硝技术,国内外大量学者进行了深入研究。刘武标研究表明SCR脱硝存在最佳反应温度范围和最佳NH3/NOx摩尔比;高岩利用工业试验台定量研究了脱硝效率最高时所对应的最佳温度;赵晓军认为烟气中的高体积分数的CO2,H2O和氧气含量会对SCR脱硝性能产生影响;Brandin认为CO2会抑制钒钦基催化剂的脱硝活性。关于富氧燃烧条件下SCR脱硝技术,陈松涛的实验结果表明,CO2的存在会抑制催化剂的脱硝反应,且随着CO2的体积分数的增加,抑制作用越强烈,但是不会导致催化剂的失活;赵栋等人通过实验研究表明氧气、二氧化硫以及温度会对脱硝产生影响。

  为进一步研究SCR烟气脱硝性能,在实验室活性测试平台上进行了实验研究,由阿累尼乌斯定律可知,反应速率常数k与温度呈正相关关系,实验中可用温度大小来表征k的变化,而当催化剂面积一定时,烟气在催化剂反应时间T与表观速度呈倒数关系,表观速度为烟气流量与催化剂表面积之比,实验中可用表观速度的大小来表征丁的变化,由此实验过程中分别对氨氮比、温度、入口NO的质量浓度、表观速度条件下催化剂的脱硝效率进行了测试,以研究氨氮比α、反应速率常数k,NO初始的质量浓度CNO以及反应时间T对SCR烟气脱硝性能的影响。

  由图1(a)可知,模拟O2/CO2烟气下,当表观速度由16m/s增加到22m/s时,SCR脱硝效率下降了约8%,可以看出,脱硝效率随着表观速度的增加而降低,影响比较明显,这是因为表观速度越大,烟气在催化剂内停留时间越短,氨氮催化反应作用时间越短,则脱硝效率越低。但随着表观速度进一步增大,其脱硝效率下降趋势却是减小的,这主要是由于表观速度越高,烟气与催化剂接触时间就越短,且由于气体扩散系数存在差别,导致扰流增强,增大了NO分子与催化剂表面的接触机会,从而促进了脱硝反应的进行,这在一定程度上减缓了随着表观速度增加其脱硝效率降低的速度.

  3脱硝效率分析

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  图1为3种气氛下氨氮比、反应温度、入口NO质量浓度CNO和表观速度对SCR烟气脱硝效率的影响。

1.  脱硝效率计算式为:

表1脱硝性能实验工况

  通过模拟富氧和O2/CO2条件下烟气成分,研究了氨氮比、温度、入口NO的质量浓度CNO,i,表观速度、烟气中H2O和O2对脱硝效率的影响。并与空气气氛进行对比,具体的实验工况如表1所示。

  1脱硝效率计算

  由图1(a)可知,氨氮比和SCR烟气脱硝效率均呈正相关。这是因为氨氮比增加时相当于氨的质量浓度增加,根据反应速率方程:r=kAaBb了,氨的质量浓度增加将导致反应速率增加,在表观速度不变情况下,反应更彻底,脱硝效率就越高。

不同燃烧气氛条件下SCR烟气脱硝性能实验研究

  3脱硝效率分析

  2脱硝性能实验

  3脱硝效率分析

2.

3.

  3.1氨氮比、温度、CNO,i、表观速度

  3脱硝效率分析

4.。

  2.1实验室活性测试平台

  图1为3种气氛下氨氮比、反应温度、入口NO质量浓度CNO和表观速度对SCR烟气脱硝效率的影响。

  由图1(c)可知,3种气氛下,CNO由240mg/m3增加到340mg/m3,SCR脱硝效率都仅变化了1%左右,可以看出CNO变化对脱硝效率影响较小。根据公式分析可知,入口NO初始质量浓度NO的增大,其脱硝效率会相应增加;另一方面由于实验室模拟的烟气成分相对纯净,烟气流经催化剂表面时扰动不强,造成不能在催化剂上与NH3发生反应而直接逸出,表现为催化剂对NO的质量浓度适应性不足,使得脱硝效率降低。

  2.3实验工况及方法

  3.1氨氮比、温度、CNO,i、表观速度

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