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玻璃窑炉尾气脱硝影响要素分析
信息来源:http://hunanxianggu.com/   发布时间:2019-1-27   浏览:

工业尾气处理主要步骤是脱硝、脱硫和除尘,由于尾气处理作为一个整体的系统,其烟气流通过程中必然带来污染物或者副产物的传递,为了实现系统稳定运行,就必须减少尾气处理过程中对烟气的影响,根据尾气处理中污染物的处理原理和玻璃熔窑烟气的特性,脱硝反应主要受温度、风速和喷氨量决定。为了不影响脱硫和除尘,就必须对脱硝过程及其副产物严格控制。

1温度

(1)还原反应

玻璃窑炉尾气脱硝主要是采用喷氨,氨水或液氨均可,主要反应物是NH3作为还原剂,在温度为300~400℃的范围内,还原NOx的化学反应方程式主要为:

(2)氧化反应

当温度高于400℃,会发生氧化反应,此时NOx的还原反应受到抑制。

(3)副产物硫酸氢铵

SCR反应器出口的气相主体硫酸氢铵的凝结温度为270~320℃。

硫酸氢铵具有黏性,与烟气中的粉尘颗粒黏附在催化剂表面或者孔隙中,不易吹扫,造成催化剂部位压差增加,催化剂表面活性降低。若具有黏附性的粉尘颗粒随着烟气进入烟道,会吸附于烟道表面,腐蚀烟道设备,更严重的情况会对脱硫设备表面造成侵蚀,影响脱硫效果。

气态下的硫酸氢铵的凝结温度为270~320℃,因此,V2O5催化剂的最低运行温度不应低于硫酸氢铵凝结的最低温度,在实际生产过程中,一般运行温度超过320℃,但是理论上一般不低于280℃即可。

(4)温度对氮氧化物脱除率的影响

喷氨系统采用液氨或者氨水稀释后与压缩空气混合喷射,相较于烟道温度,氨水和压缩空气温度偏低会对烟道整体温度产生影响,一般玻璃窑炉脱硝入口温度为380~400℃,氨水和压缩空气在满负荷喷射情况下,按照烟气比例进行混合,对烟道整体温度影响不大,一般情况下会使烟道整体温度降低约3℃。

SCR反应过程中,氮氧化物的脱除率与温度有关(图1),但在温度为373℃、氨氮摩尔比为1、空速比25×10-3Nm3/(g˙h)条件下,氮氧化物的脱除率与氮氧化物的浓度没有直接的关系(图2),氧含量大于1时对氮氧化物脱除率的影响比较小(图3)。本文研究的是玻璃窑,氧含量一般大于6%,此处的氧含量是参与化学反应的氧气,与漏风率没有关系,也不涉及烟气体积、压强、温度等变化。

图1温度对氮氧化物脱除率影响

图2氮氧化物浓度对氮氧化物脱除率影响

图3氧含量对氮氧化物脱除率影响

(5)结论

V2O5催化剂的活性主要集中在340~380℃,SCR脱硝反应效率达到最高约90%;氨水和压缩空气对烟道烟气造成一定影响,再加上环境温度与漏风率;整体温度会降低约4℃。因此提出SCR脱硝反应器进口温度应集中在350~390℃。

2SO2/SO3转化率变化

为了实现SO2/SO3转化率控制在1%之内,把氨逃逸控制在3×10-6,控制催化剂V2O5的比例,这样能有效控制硫酸氢铵的产生。

在400℃左右,催化剂的催化效率比较高,SO2/SO3平衡转化率大于99%,此时O2、SO2、SO3含量达到一个化学平衡状态,没有其他化学反应参与的情况下,其含量基本不变,如果喷氨量过大,会发生公式(7)反应,造成SO3含量降低,化学平衡将会打破,SO2转化SO3速度加快,式(7)反应会持续进行,硫酸氢铵大量产生,会给管道和后期脱硫、布袋除尘造成大量黏性粉尘,降低烟气治理能力。




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