添加劑對選擇性非催化還原反應(yīng)特性的催化作用及其機理研究.pdf

1、燃煤電廠是我國氮氧化物(NOx)排放的主要來源之一。隨著環(huán)保意識和要求的不斷提高，對燃煤電廠NOx排放的控制已成為環(huán)境保護的必然趨勢。選擇性非催化還原脫硝技術(shù)(Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR)成本較低，改造方便，脫硝效率適中且適宜結(jié)合其他NOx排放技術(shù)進行深度脫硝，是適合我國國情的脫硝技術(shù)之一。本文針對SNCR反應(yīng)溫度范圍狹窄，存在二次污染物等不足之處，結(jié)合機理試驗和化學(xué)動力學(xué)模擬研究SNC

2、R基本反應(yīng)特性，探索改善SNCR脫硝效果和二次污染物排放特性的添加劑，并分析其作用機理，為正確掌握脫硝反應(yīng)的重要影響因素，優(yōu)化脫硝過程提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。 本文對反應(yīng)溫度、NSR、煙氣含氧量等SNCR脫硝過程的主要影響因素進行了試驗研究，對比和分析了尿素和氨兩種不同氮還原劑的脫硝反應(yīng)特性。由于尿素復(fù)雜的分解和反應(yīng)特性，其最佳脫硝效率以及與NO反應(yīng)的選擇性要低于氨，但尿素脫硝具有更寬的反應(yīng)溫度窗口。 在得到SNCR基本脫硝

3、特性的基礎(chǔ)上，通過試驗探討鈉鹽添加劑對SNCR過程的促進與優(yōu)化作用，比較了不同濃度、不同種類和不同氧量下鈉鹽的增效作用。試驗表明微量的鈉鹽就可實現(xiàn)對SNCR脫硝效果的顯著促進，提高了最佳脫硝效率的同時有效地擴大了溫度窗口。其促進效果還隨著氧量的增加而明顯提高。整體上看，鈉鹽添加劑對ThermalDeNOx過程的促進作用小于NOxOUT過程。 搜集整理了SNCR詳細基元反應(yīng)機理，構(gòu)建了SNCR化學(xué)動力學(xué)反應(yīng)模型，結(jié)合此前的機理試驗

4、，模擬了各種參數(shù)對SNCR脫硝效果及二次污染物(N2O、NO2、CO和NH3)排放的影響。模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)較為吻合，且彌補了機理試驗在二次污染物排放特性方面研究的不足。通過敏感性分析和生產(chǎn)速率分析進一步探討了SNCR的核心反應(yīng)及二次污染物的主要生成和消耗路徑。 在SNCR反應(yīng)模型的基礎(chǔ)上添加了鈉鹽和部分烴類及其衍生物的反應(yīng)機理，完善SNCR機理模型的添加劑反應(yīng)子集。通過模擬研究Na2CO3、CO和烴類及其衍生物對SNCR脫硝特