添加劑對(duì)選擇性非催化還原反應(yīng)特性的催化作用及其機(jī)理研究.pdf

1、燃煤電廠是我國(guó)氮氧化物(NOx)排放的主要來(lái)源之一。隨著環(huán)保意識(shí)和要求的不斷提高，對(duì)燃煤電廠NOx排放的控制已成為環(huán)境保護(hù)的必然趨勢(shì)。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(jìn)行深度脫硝，是適合我國(guó)國(guó)情的脫硝技術(shù)之一。本文針對(duì)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(jī)理試驗(yàn)和化學(xué)動(dòng)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(jī)理，為正確掌握脫硝反應(yīng)的重要影響因素，優(yōu)化脫硝過(guò)程提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。 本文對(duì)反應(yīng)溫度、NSR、煙氣含氧量等SNCR脫硝過(guò)程的主要影響因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究，對(duì)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(guò)試驗(yàn)探討鈉鹽添加劑對(duì)SNCR過(guò)程的促進(jìn)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(yàn)表明微量的鈉鹽就可實(shí)現(xiàn)對(duì)SNCR脫硝效果的顯著促進(jìn)，提高了最佳脫硝效率的同時(shí)有效地?cái)U(kuò)大了溫度窗口。其促進(jìn)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(duì)ThermalDeNOx過(guò)程的促進(jìn)作用小于NOxOUT過(guò)程。 搜集整理了SNCR詳細(xì)基元反應(yīng)機(jī)理，構(gòu)建了SNCR化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型，結(jié)合此前的機(jī)理試驗(yàn)

4、，模擬了各種參數(shù)對(duì)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(yàn)數(shù)據(jù)較為吻合，且彌補(bǔ)了機(jī)理試驗(yàn)在二次污染物排放特性方面研究的不足。通過(guò)敏感性分析和生產(chǎn)速率分析進(jìn)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(jī)理，完善SNCR機(jī)理模型的添加劑反應(yīng)子集。通過(guò)模擬研究Na2CO3、CO和烴類及其衍生物對(duì)SNCR脫硝特