论文部分内容阅读
氮氧化物NOx是燃煤电厂烟气排放三大污染物(SOx、NOx及总悬浮颗粒物)之一。随着国家和地方环保政策日趋严格,发展经济合理的NOx控制技术势在必行。选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术成本低,脱硝效率中等,改造方便,适合与其它低NOx技术联合使用,是适合我国国情的低NOx排放技术之一。本文首先综合前人的研究成果,构建了包含添加剂CH4、CO和H2参与的SNCR基元反应机理,对照试验结果,通过敏感性分析,针对机理中的某些基元反应的动力学参数进行了修正,使其能更加准确的模拟和预测反应特性。采用本文构建的基元反应机理,借助化学动力学软件Chemkin,对常规SNCR及含添加剂的SNCR过程进行模拟,以考察反应条件(反应温度、停留时间、氨氮摩尔比、烟气中的氧浓度、初始的NO浓度)及添加剂对反应的影响及作用机理。结果表明,脱硝效率大于47%的温度窗为1140K～1373K,最佳温度为1173K。较长的停留时间有利于反应充分进行。最佳氨氮摩尔比为1.5。O2浓度在2～4%范围内变化时对NO浓度及NH3泄漏影响很小。NO初始浓度升高,最大脱硝效率升高,但SNCR保证的最低NO浓度基本不变。适量的添加剂使温度窗向低温移动,随着添加剂量的增加,TNF量在较低温度下急剧降低,在较高温度下缓慢增加。添加剂并没有改变NH3还原NO的主要反应途径,其对反应的影响主要是通过增加反应气氛中OH等活性基元的浓度而实现的。通过对基元反应模型计算结果进行数据回归,得到了含添加剂的SNCR过程两步总包反应模型。采用总包反应模型,借助CFD软件模拟了化学反应动力学和流动共同控制下的SNCR过程。结果表明,NO及NH3在反应管起始10cm段已基本混合,较低温度下,混合段内参与反应的NO及NH3较少,而较高温度下,NH3则基本被消耗完,脱硝效率很低。同时,通过与试验数据的对比进一步验证了模型的可靠性,为预测实际的工程应用中SNCR脱硝性能奠定了基础。