中高温区水合肼SNCR脱硝反应机制和特性研究

研究了水合肼选择性非催化还原法(SNCR)还原烟气中NOx的反应机制并加以实验验证,同时利用敏感性分析找出主导肼SNCR反应进程的基元反应,并分析了各相关因素对水合肼SNCR反应的影响,机制分析显示肼的脱硝反应温度呈双峰特性,峰值温度分别为650℃和975℃,低温段窗口为597～747℃.实验结果表明水合肼的SNCR双峰温度分别为653℃和968℃,低温段温度窗口为587～707℃,模拟和实验结果中的脱硝效率均呈现显著的双峰值特性.通过模拟计算与实验验证,发现本研究归纳的反应机制能较好地模拟肼的SNCR脱硝过程;通过敏感性分析确定,在肼的脱硝温度窗口内,最有助于NO脱除的基元反应是N2H4的分解反应,最有助于NO脱除的是NH2基元;氧气体积分数降低会导致肼的SNCR反应温度窗口向高温侧偏移,这一现象与氨水相反;n(N2H4)/n(NO)的增加会在摩尔比低于2.0时拓宽反应温度窗口并提升脱硝效率.研究表明水合肼拥有比传统脱硝剂更低的温度窗口,在SNCR脱硝工艺中具有良好的应用前景.     

低氮燃烧加选择性非催化还原脱硝技术——以某水泥厂应用为例

近年来,在新的《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915-2013)和总量减排的压力下,各地水泥厂,尤其是大型水泥厂,逐步实施了脱硝工程,但在实际应用中,部分水泥厂的污染物排放仍然存在一定的问题,需要从技术和管理上进行进一步的加强。本文以某水泥厂的低氮燃烧加选择性非催化还原脱硝处理工艺(SNCR)为例,比较了脱硝工程实施前后各种污染物的排放情况,监测结果表明,该项目脱硝效果良好,氨排放也处于较低水平。     

利用NH3选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术研究进展

介绍了利用NH3选择性催化还原（sCR）烟气脱硝技术的机理、动力学模拟以及着重介绍了用于SCR过程中的各种催化剂的研究进展,最后分析了在SCR脱硝过程中的主要影响因素。并展望了今后脱硝过程中的方向,是进一步探讨各种催化剂的催化机理,从而研究更为合适的催化剂。     

SNCR脱硝技术在480t/h循环流化床锅炉上的应用

介绍某电厂480 t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝系统的脱硝原理、基本构成及应用效果。测试结果表明,循环流化床锅炉选用SNCR技术可以实现很低的NOx排放值,满足最严格的NOx排放法规要求,考虑到循环流化床锅炉原始NOx排放水平较低,SNCR系统由于设备简单、结构紧凑、成本低廉,因此更适宜于循环流化床锅炉电厂。     

燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术探讨

烟气脱硝是目前世界上最为常见的减少NO_x排放的方法,而燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)的应用更为广泛。本文就从催化剂设计、喷氨量控制、实际应用案例三个方面入手,针对燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术展开实际的探讨。     

循环流化床锅炉燃煤电厂脱硝技术探析

随着新的火电厂排放标准颁布实施,循环流化床锅炉燃煤机组也面临着氮氧化物不能稳定达标排放的问题。本文对SCR、SNCR和SNCR-SCR等脱硝技术的优势和不足进行对比分析,提出适合循环流化床锅炉燃煤机组采用的脱硝技术。     

CFB锅炉环保项目SNCR工艺优化提效研究

某炼化企业自备电厂循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)环保项目所采用的脱硝方法为选择性非催化还原脱硝(简称SNCR),使用的还原剂为尿素,SNCR系统投用后,虽然能使NOX排放量显著下降,但尿素用量明显过度,增加了企业脱硝成本,并导致脱硫废水氨氮含量超标。为了应对这一情况,本研究主要通过现场调节锅炉运行参数,以及基于CFD建模的方法研究出高效可靠的SNCR工艺优化调整策略及方法,结果表明:在锅炉燃料煤∶焦=4∶1掺烧比例下,氧含量不宜超过3%,有利于降低NOX生成量;控制减少石灰石量有助于提升NOX的脱除效率;通过模拟计算发现下半部喷枪起到主要的脱硝作用,可适当减少上半部喷枪、提升环下半部喷枪的尿素喷入量来提高脱硝效率。为煤焦混烧CFB锅炉脱硝系统的优化提供指导和借鉴作用。     

基于CFD的SCR脱硝装置内构件的优化设计研究

导流板、整流格栅、喷氨格栅等内构件的型式和布置是保证SCR系统脱硝性能的关键。以CFD数值试验为手段,得出了一典型SCR系统内部导流板、整流格栅和喷氨格栅的优化设计方案,证明了分步优化SCR系统内构件的可行性,得出了SCR系统内构件设置的一些规律。     

新型铈钨钛复合氧化物催化还原脱硝机理

利用水热共沉淀法制备了铈钨钛复合氧化物催化剂,考察了H₂O₂络合修饰对其催化脱硝转化频率（TOF）的影响;并借助傅里叶原位红外光谱仪研究了H₂O₂络合修饰后铈钨钛复合氧化物的催化脱硝机理.结果表明：H₂O₂络合修饰可增强铈钨钛复合氧化物表面Brønsted酸位强度,提高其表面NH₃低温吸附和中低温NH₃-SCR脱硝性能,400℃时其NO_x催化脱除频率TOF高达0.658s^-1;NH₃和NO_x在H₂O₂络合修饰后铈钨钛复合氧化物表面存在竞争吸附,其表面催化脱硝反应主要为吸附态NH₃、NH₂和NH₄⁺与气态NO+O₂的反应,其低温NH₃-SCR反应机理遵循Eley-Rideal（E-R）机理.     

燃煤电厂SCR烟气脱硝设计的影响因素分析

选择性催化还原脱硝法(SCR)是当前世界上主流的烟气脱硝技术工艺,具有脱硝效率高、成熟可靠、应用广泛、经济合理和适应性强等特点。本文就影响燃煤电厂SCR烟气脱硝设计的几个主要因素如入口NOx浓度、还原剂和催化剂形式及其布置方式进行了分析与讨论,并指出各燃煤电厂在进行SCR烟气脱硝设计时应结合自身烟气条件、煤质资料及其当地环境保护法律法规等合理选择烟气参数,以保证SCR系统运行的安全性和经济性。     

NOx光解测量装置的设计与测试

根据二氧化氮的光解反应原理,自主设计、装配了一套氮氧化物光解反应装置,并将其与Thermo 42系列氮氧化物分析仪的化学发光检测室联用,进行了不同条件下(分别为标气流量、臭氧流量、光源温度、功率、样品湿度)NO2光解转化效率的测试.结果表明:进样流量为100~200 mL·min-1、光源温度为20℃、光源功率约为60 W(光密度约26 W·mL-1)的条件下,可得到较高的光解转化效率(约80%);臭氧流量及样品相对湿度对转化效率影响不大.在上述最佳转化效率的条件下,将其与PLC860-CLD88p(ECO PHYSICIS)进行了为期8 d的比对实验.结果显示:二者的NO2实际测量结果趋势基本一致:[NO2]ECO=0.908×[NO2]PKU+1.913(R2=0.955),初步证实了该套自主设计光解装置应用于实际观测的可靠程度.     

大气NOx测量准确性问题分析

采用美国热电公司的NO-N02-NOx分析仪(Model 42i TL)和NOy分析仪(Model 42i NOy),在2011年1月-10月期间,对北京城市大气中的NO、NOx和NOy进行了连续在线测量.两台仪器对NO的测量结果具有较高的一致性(r＞0.998,p＜0.01),说明两台仪器测量精度基本一致.将NOy分析仪(Model 42i NOy)采样口处安装和不安装颗粒物过滤膜两种条件下测量的NOy结果与NO-NO2-NOx分析仪所测的NOx结果分别进行了相关性分析([NOy] =0.989x[NOx],R2 =0.993;[NOy] =1.134 ×[NOx],R2=0.959),得出以下两个结论:①以颗粒态硝酸盐为代表的颗粒物是造成NOx与NOy偏差的主要原因,其所占比例在10％左右;②目前Model 42i-TL所测NOx的浓度水平较真实值偏高,其测量值更接近气态NOy的浓度水平.为估算NO2测值被高估的程度(以2011年8月6日-15日观测数据为例),用扣除部分气态NOz物种(HONO、HNO3、PAN、PPN)的修正方法,推论出在夏季N02被高估约7％(R2=0.968).     

钠添加剂对NOxOUT工艺影响的研究

在苯胺废液流化床焚烧实验装置上进行了以尿素做还原剂的选择性非催化还原脱硝(NOxOUT)试验,研究了不同钠添加剂(Na2CO3、NaOH和NaCl)对脱硝率以及温度窗口的影响.结果显示:微量的钠添加剂即可明显促进脱硝反应,脱硝率随着钠添加剂用量的增加而升高,钠添加剂通过产生·OH活性基团从而促进脱硝反应,3种钠添加剂对脱硝效果促进作用大小依次为NaOH、Na2CO3、NaCl,在温度为900~950℃,氨氮比为1.5,空气过剩系数为1.0~1.2时,NOxOUT脱硝率达到最大值.利用热力学原理计算出NOxOUT脱硝反应的摩尔反应焓、摩尔反应吉布斯函数、化学平衡常数等热力学参数,结果表明NOxOUT脱硝是热力学可行的.     

液相氧化-吸收脱除模拟烟气中NOx的研究

分别采用Na Cl O2和Na2SO3溶液作为氧化液和吸收液,在自行设计的鼓泡塔反应系统进行了液相氧化-吸收脱除模拟烟气NOx的研究,考察了气相SO2浓度、Na Cl O2和Na2SO3投加量以及p H值等因素对NO氧化和NOx脱除的影响.结果表明,SO2会优先于NO与氧化剂反应,从而增大氧化剂消耗量.偏酸性条件有利于NO氧化,但酸性太强会导致Na Cl O2分解为Cl O2逸出.碱性吸收液对NO几乎不具吸收脱除效果,但共存NO2能促进NO的吸收脱除.SO2对NO2吸收脱除具有促进作用.     

流化床焚烧含盐苯胺废液的NOx排放特性

在流化床焚烧实验装置上进行含盐苯胺(C6H5NH2)废液的焚烧实验研究,用IMR-IMR2800P废气分析仪对焚烧尾气成分进行了在线监测,考察了焚烧工艺条件对NOx排放浓度的影响规律.结果显示:采用分级燃烧工艺和提高焚烧温度,可以降低NOx浓度;增大进料速率却导致NOx排放浓度的增加.当过剩空气系数(α)低于1.0时,NOx排放浓度随着α的增大急剧上升;大于1.1时,NOx排放浓度随α增加而减小.苯胺废液高温焚烧时添加氯化钠能降低NOx排放.     

沿面放电氧活性物质注入协同SCR脱除烟气中NO_x

为了提高选择性催化还原(SCR)在低温区(200℃)的脱硝性能,提出利用插在烟道中的沿面放电反应器生成氧活性物质,部分氧化NO以实现低温快速SCR脱硝过程.同时,研究了氧活性物质注入实现快速SCR的脱硝性能,考察了氧活性物质注入降低二氧化硫和水蒸汽对SCR反应的影响.实验结果表明:在模拟烟气温度为150℃时,采用氧活性物质注入,部分氧化烟气中的NO以实现快速SCR反应条件下(NO/NO2浓度比为1),脱硝效率为51.9%,比标准SCR提升23%;当模拟烟气中存在SO2或H2O时,氧活性物质注入可有效降低SO2、H2O对SCR脱硝效率的影响.     

燃煤电厂氮氧化物产生浓度影响因素的敏感性和相关性研究

燃煤电厂氮氧化物产生浓度监测是计算排放浓度的基础,要实现氮氧化物排放浓度的控制,研究其产生浓度的影响因素很重要.因此,本文选取了187组燃煤电厂的现场实测及历史实测氮氧化物数据,装机规模覆盖12～1000MW,通过敏感性分析和偏相关分析,对不同类型燃煤机组氮氧化物产生浓度的各主要影响因素进行定量分析.敏感性分析发现,采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为机组规模、空气过剩系数、机组负荷率、煤中挥发分、煤中含氮量;未采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为煤中挥发分、空气过剩系数、机组规模、机组负荷率、煤中含氮量.通过偏相关分析发现,对于采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈负相关关系,偏相关系数为-0.412;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.265;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.355;与机组负荷率呈正相关关系,偏相关系数为0.245;与煤中含氮量的相关性不显著.对于未采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈正相关关系,偏相关系数为0.345;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.325;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.543;与机组负荷率及煤中含氮量的相关性不显著.     

TiO2改性银铝催化剂选择性丙烯还原NOx硫失活机制研究

采用溶胶凝胶法制备4%Ag/Al2O3、4%Ag/10%TiO2-Al2O3催化剂.利用N2物理吸附、氮氧化物/二氧化硫程序升温脱附(NOx/SO2-TPD)以及普通/原位漫反射傅里叶变换红外光谱(FT-IR/DRIFTs)对催化剂进行表征,并探讨催化剂在含硫气氛前后选择性还原NOx活性的变化及中毒机理.结果表明在4%Ag/Al2O3催化剂中掺杂10%TiO2能提高催化剂的中低温活性以及在400℃下抗SO2中毒的能力.TiO2引入后可促进甲酸盐物种的形成从而有利于低温反应的进行;SO2与NO在同一活性位上出现的竞争吸附以及活性组分Ag的硫酸化是4%Ag/Al2O3催化剂失活的重要原因;TiO2的加入能促进NO在催化剂表面的吸附并能减弱其对SO2的吸附,同时能有效抑制活性组分Ag的硫酸化,从而提高催化剂的抗硫性.     

Mn-Ce-Co/TiO2催化剂低温脱硝活性研究

以纳米TiO2为载体,通过浸渍法制备一系列改性Mn-Ce/TiO2脱硝催化剂.通过实验考察不同元素组分催化剂的脱硝活性,同时探讨金属氧化物掺杂对提高催化剂低温脱硝活性的机理.活性测试结果显示,Co掺杂能最有效地提高Mn-Ce/TiO2催化剂在低温段的SCR脱硝活性,在n(Co):n(TiO2)=0.08～0.10、体积空速为35100h-1的条件下,催化剂在120℃时就能达到80%以上的NO去除率,140℃左右时的NO去除率接近100%.BET、XRD、TPR、TPD等表征测试结果表明,Co掺杂可改进Mn-Ce/TiO2催化剂的物化特性,增加催化剂表面的活性酸位点及活性氧数量,提高催化剂的氧化还原能力,从而提高Mn-Ce/TiO2催化剂低温SCR脱硝活性.