影響水泥SNCR脫硝的原因分析及控制對(duì)策

侯圣勛(朝陽(yáng)縣環(huán)保局 遼寧 朝陽(yáng)122000)

在我國(guó)，伴隨著不斷完善的環(huán)境保護(hù)法規(guī)，隨之而來(lái)的是環(huán)境保護(hù)力度的增強(qiáng)， 所以控制水泥廠氮氧化物的排放就不可避免的列為環(huán)保指標(biāo)之一。 所以， 對(duì)水泥廠氮氧化物排放量的減少，對(duì)我國(guó)水泥行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步具有非常重要的作用[1]。 現(xiàn)階段， 我國(guó)還沒(méi)有啟動(dòng)水泥脫硝， 水泥脫硝的應(yīng)用實(shí)踐還不夠成熟，對(duì)合理水泥脫硝技術(shù)進(jìn)行積極探索，在很大程度上有利于在環(huán)保的前提下我國(guó)水泥行業(yè)的向前發(fā)展。

一、影響水泥SNCR 脫硝的因素

1、溫度

在進(jìn)行SNCR 脫硝的過(guò)程中， 如果溫度過(guò)高會(huì)造成生成NOX 的加大，如果溫度過(guò)低，則會(huì)導(dǎo)致不完全的脫硝反應(yīng)。因此，溫度的高低在很大程度上影響著水泥SNCR 脫硝。

2、氧含量

在溫度比較低的狀態(tài)下，隨著氧含量的加大，水泥脫硝的效率也會(huì)隨之增加。 然而，在溫度比較高的情況中，氧含量通常不會(huì)影響到水泥脫硝的效率。 此外，很多水泥研究人員也認(rèn)為對(duì)氧濃度的增加能夠降低氨逃逸率， 而不足點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致氮氧化物脫硝效率的降低。

3、添加物的影響

3.1.H2O2

通過(guò)H2O2，將其分解后生成OH，以此來(lái)保證SNCR 反應(yīng)的促進(jìn)。 H2O2 中的添加物能夠形成一種名為NH3-NO-O2 的系統(tǒng)，而且在無(wú)氧的環(huán)境,，550℃的溫度，R=5，M=1 的情況下，水泥SNCR 脫硝的效率會(huì)高達(dá)90%，在H2O2 過(guò)量及有氧存在的情況下，氮氧化物的效率會(huì)出現(xiàn)下降[2]。 相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)表明：H2O2/NO=0.7，NH3/NO=1.5，690-710℃的溫度， 過(guò)量空氣系數(shù)大約在1.25 左右，這種狀態(tài)下的水泥脫硝率大約為70%。

3.2.氫氣

通常情況下，在H2 增加之后，能夠使氮氧化物反應(yīng)溫度得以降低。 如果溫度達(dá)到930 度以上，OH 濃度的不斷加大會(huì)造成更加激烈的反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)，降低脫硝的反應(yīng)速度，所以，在H2 增加之后會(huì)造成反應(yīng)溫度出現(xiàn)峰值移動(dòng)。

3.3.碳?xì)浠衔?/p>

存在的氧出現(xiàn)過(guò)量的情況下，C2H4 或者CH10 對(duì)還原氮氧化物都沒(méi)有特別顯著的影響，但是，在降低溫度的情況下，就會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生影響。 然而，在脫硝效率達(dá)到一定條件后，碳?xì)浠飳?duì)水泥SNCR 脫硝效率的影響并不是特別大。

4、水的影響

在水泥SNCR 脫硝的過(guò)程中， 水對(duì)其溫度的適宜性存在一定的影響與制約，當(dāng)水蒸氣達(dá)到10%以上時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致NO 的反應(yīng)溫度向30℃移動(dòng)。

5、噴射方式

現(xiàn)階段， 工業(yè)上在對(duì)水泥SNCR 工藝進(jìn)行研究與使用的過(guò)程中，爐壁開(kāi)口側(cè)流噴入是最為普遍的還原劑噴射方式。 在一定程度上， 還原劑噴射的方式對(duì)水泥脫硝的效率有著直接性的影響。在噴氨達(dá)到4-10m 的高度時(shí)，氮氧化物能夠和還原劑完美混合在一起，在噴岸超過(guò)10m 的高度時(shí)，氮氧化物的濃度沿著Z 的方向在噴氨處會(huì)出現(xiàn)程度不同的下降。 然而，煙氣與還原劑不能夠均勻的混合，高度不同，在噴氨高度附件都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值。這種現(xiàn)象說(shuō)明在噴入NH3 之后快速消耗， 造成非常大的氮氧化物濃度梯度[3]。 對(duì)這些情況進(jìn)行綜合分析后表明，噴氨口的高度最好不好超過(guò)8m.

6、NH3/NO摩爾比

在反應(yīng)時(shí)間為75s， 氧含量為4%的狀況下對(duì)氨氮摩爾比影響水泥脫硝效率不同程度的影響進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)， 在氨氮摩爾比R 大于1.5-2 時(shí)， 水泥脫硝的效率并未出現(xiàn)特別明顯的上升，當(dāng)R=1 時(shí)，水泥脫硝的效率大約為67%，在R=3 時(shí)，水泥脫硝的效率大約為90%[4]。

二、水泥SNCR 脫硝控制對(duì)策

在對(duì)水泥SNCR 脫硝進(jìn)行控制的問(wèn)題上， 通常要做到以下幾點(diǎn)：

1.在進(jìn)行SNCR 脫硝的過(guò)程中，對(duì)反應(yīng)溫度的合理控制非常重要,一般情況下，水泥SNCR 脫硝的反應(yīng)溫度區(qū)間通常以900-1000℃為宜。

2.子啊水泥脫硝的過(guò)程中，一定要對(duì)氧含量予以控制，在提高氮氧化物脫除效率的前提下，降低氨逃逸率[5]。

3.要保證NH3/NO 摩爾比的值處于3 的水平，這個(gè)比例能夠更大程度上增加水泥SNCR 脫硝效率。

4.還要選擇正確的噴射方式，相關(guān)研究表明，噴氨口的高度最好保持在8m 以下。

三、總結(jié)

對(duì)影響水泥SNCR 脫硝的因素進(jìn)行分析， 并提出一些控制水泥SNCR 脫硝的建議與對(duì)策， 對(duì)各影響因素大小和相應(yīng)選取范圍予以確定，從而為水泥工業(yè)工程設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。

[1]秦嶺.水泥分解爐內(nèi)SNCR 脫硝過(guò)程的模擬與優(yōu)化［D］.武漢：武漢理工大學(xué)，2011∶54-55.

[2]RobinM.A.I.，Price,H.J.，Squires，R.T.Tailoring NH3 SNCRfor installation on power plants boilers ［J］. Joint EPA/EPRISymposium on Stationary Combustion NOX Control，1991（5）：99-118.

[3]M.Tayyeb JavedIrfan，B.M.GibbsNaseem. Control of combustiongenerated nitrogen oxides by selcetive non catalyticreduction ［J］. Environmental Management，2007，（83）6：251-289.

[4]梁秀進(jìn)，仲兆平，金保升，等.SNCR 脫硝工藝的混合試驗(yàn)研究及熱態(tài)驗(yàn)證［J］.鍋爐技術(shù)，2009，40（6）：68－74.

[5]胡浩毅.以尿素為還原劑的SNCR 脫硝技術(shù)在電廠的應(yīng)用［J］.電力技術(shù)，2009，（3）：21－24.