对SNCR脱硝效率造成影响的因素有多种,主要有:反应温度、还原剂类型、合适温度下停留的时间、还原剂与烟气的混合程度、氨氮比、初始NOx浓度、烟气中氧和CO浓度等。
1 温度的影响
温度对SNCR的还原反应的影响较大。总体上氨的反应温度在800~1100℃,尿素在900~1000℃,作为还原剂氨比尿素要好。如反应温度过低,反应速率会随之降低,氧化还原反应不能及时充分地发生,导致脱硝效率降低, 反应不完全,会造成氨逃逸率高,当温度高于1100℃时,还原剂NH3会被烟气中的O2氧化生成NOx,造成NOx浓度不降反升。
2 还原剂类型
氨剂类型主要是液氨、氨水、尿素三种。氨水喷枪喷射液氨烟气混合度高,但液氨的储存和使用都具有一定的危险性,尿素喷枪喷射尿素较为安全,且有便于运输和储藏,喷射均匀性相对较差,氨逃逸量高,容易生成高粘度的积灰,对设备造成堵塞和腐蚀,喷射氨水的优缺点则介于液氨和尿素之间。
3 合适温度下停留的时间
停留时间越长,则NOx的脱除效果越好,停留时间的长短取决于和烟气流速和烟气流通通道的截面尺寸。根据脱硝喷枪厂家相关试验表明,停留时间一般保证在0.7s~1.0s之间。
4 氨氮比
NH3/NOx摩尔比在一定的范围内,随着摩尔比的增加,NOx的还原率不断增加,但是再继续增加摩尔比还原效果不明显,反而会产生较大的氨逃逸,造成烟道中形成积灰腐蚀。
5 烟气中O2、CO和H2O的影响
烟气中的O2、C
O、H2O等成分都对脱硝反应产生一定的影响作用。氨水喷枪适用于各种水泥厂电厂脱硝,雾化精细均匀,使用寿命长,氨水喷枪无需冷却风,外部有高温保护装置,使用寿命长,脱硝效果好。O2浓度升高,反应的温度降低,同时脱硝率下降,当烟气中含有较多CO时,SNCR较佳脱硝温度降低,同时脱硝温度宽度变窄,脱硝效率下降,尤其是以氨水作为还原剂时更为明显。在低温下,当水蒸汽的浓度低时,它是还原反应的促进剂,浓度高时是反应的阻碍剂。
6 初始NOx浓度水平
初始NOx的含量对还原效率也有影响。反应物浓度的减少,导致了反应动力的减小。在较低的反应物浓度条件下,较优温度降低,所以反应效率也就下降了,存在一个NOx的临界浓度,当NOx的初始浓度如果小于这个临界值,那么无论如何增加氨氮比,也不能脱除NOx,同时NOx的初始浓度高,反应的温度偏低。
脱硝厂家建议:
(1)适当提高反应区温度可以提高反应效率,过低的温度将使脱硝反应不能充分地进行。脱硝喷枪能用于冷却,也可以用于除尘。火力发电厂、水泥厂、耐火材料加工厂及燃煤锅炉等在生产运行过程中会产生大量的烟尘和废气,针对其对环境的污染,国内外出现了袋式除尘、 静电除尘、 机械除尘、 空气过滤以及湿法喷雾除尘等技术。
(2)在NOx排放浓度达到环保要求的前提下,降低氨水的喷射量可以减少氨逃逸,以降低运行成本并保护设备。脱硝系统燃烧烟气中去除氮氧化物的过程,防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。世界上比较主流的工艺分为:SCR和SNCR。