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文檔簡介
1、氮氧化物(NOx)是燃煤鍋爐的主要大氣污染物之一,對環(huán)境以及人體健康有多重危害。選擇性催化還原法(SCR)是脫除燃煤煙氣中NOx的主要方法。隨著煙氣溫度的下降,未反應完全的還原劑NH3易與煙氣中的SO3反應生成硫酸氫銨。液態(tài)硫酸氫銨具有極強的粘性以及腐蝕性,凝結在空氣預熱器表面并不斷捕捉飛灰,導致空氣預熱器的積灰、堵塞和腐蝕。當前燃煤機組的超低污染物排放技術不斷推廣,其中增加一層SCR催化劑是進一步脫除NOx的主要途徑,不僅增加SO3濃
2、度,且隨著機組運行時間的增加,催化劑老化失活,氨逃逸濃度也會上升,進一步增加硫酸氫銨的生成量,加劇空氣預熱器的積灰堵塞現象。因此本文研究脫硝煙氣中硫酸氫銨的生成機理,為空氣預熱器設計和運行提供理論依據。
本文先從化學熱力學的角度計算NH3和SO3反應過程中吉布斯自由能的變化,并判斷反應進行的方向。研究表明,由于SO3易與H2O反應生成H2SO4,煙氣中SO3更多地以H2SO4形式反應生成硫酸氫銨,且SO3和NH3反應更易生成硫
3、酸銨。
在硫酸氫銨沉積溫度的實驗研究中發(fā)現,NH3和SO3對沉積溫度有相同的影響。在實驗的濃度積Φ[NH3]·Φ[SO3]范圍內(20~1000μL2·L-2),硫酸氫銨的沉積溫度與反應物濃度積的對數呈線性正相關關系,沉積溫度的變化范圍在225~251℃之間。在相同濃度積的情況下,摩爾比(NH3/SO3)偏離1:1時,硫酸氫銨的沉積溫度略有上升。
隨著煙溫的越低,硫酸氫銨/硫酸銨生成率不斷增加。SO3和NH3濃度的增
4、加導致硫酸氫銨的生成率上升;NH3濃度的增加導致硫酸銨的生成率增加,而SO3濃度增加則導致硫酸銨生成率的下降。
根據分析結果推斷硫酸氫銨的生成進度由反應平衡控制,不考慮硫酸氫銨狀態(tài),反應平衡常數K1在各溫度下數據集中性都較好,隨著溫度的下降,lgK1在120~200℃和200~260℃兩個溫度區(qū)間基本呈線性增加,且高溫段增加速度更快。根據硫酸氫銨完全凝結假設的反應平衡常數集中性較好,lgK11在120~220℃之間隨著溫度的下
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