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SCR脱硝过程中氨的氧化、SO2氧化、铵盐的形成的机理与危害

发布者:河北诚誉环境工程有限公司发表时间:2018-04-14
  SCR脱硝过程中氨的氧化机理及危害
  氨的氧化将一部分氨转化为其它的氮化合物。可能的反应有:
  4NH3 + 5O2 → 4NO+ 6H2O
  4NH3 + 3O2 → 2N2+ 6H2O
  2NH3 + 2O2 → N2O+ 3H2O
  影响氨氧化反应的因素有:催化剂成分、烟气中各组分和氨的浓度、反应器温度等。一般认为在钒催化剂上,当温度超过 399℃时,氨的氧化对脱硝过程才有显著影响。
  其危害:首先,达到给定的 NOx脱除率需要的氨供给率将增加,需要添加额外的还原剂以替换被氧化的氨;第二,氨的氧化减少了催化剂内表面吸附的氨,可能影响 NOx脱除,可能导致催化剂体积不足;此外,由于氨不是被氧化就是与 NOx反应或者作为氨逃逸从反应器中排出,因此氨的氧化使 SCR工艺过程的物料平衡变得复杂。因此, SCR烟气脱硝系统需要安装氨逃逸的测量仪器。
  SCR脱硝过程中SO2氧化的机理及危害
  SCR催化剂的氧化特性使燃用含硫煤的锅炉的脱硝反应器也会将 SO2氧化为 SO3: 2SO2 + O2 → 2SO3 。SO2氧化率受烟气中 SO2浓度、反应器温度、催化剂质量、催化剂的结构设计及配方的影响。SO3的产生率正比于烟气中 SO2的浓度。增加反应温度也会加快 SO2的氧化,当温度超过 371℃时,氧化速率将迅速增加。SO2氧化速率也与反应器中催化剂的体积成正比,因此,为获得高的脱硝效率和低的氨逃逸而设计的反应器也会产生更多的 SO3。
  SO3与催化剂组分及烟气组分反应,形成固体颗粒沉积在催化剂表面或内部,缩短催化剂寿命。 SCR反应器产生的 SO3增加了烟气中 SO3的本底浓度。
  SCR脱硝过程中铵盐(如硫酸氢铵和硫酸铵)的形成机理及危害
  约在 320℃以下,SO3和逃逸的氨反应,形成硫酸氢铵和硫酸铵:
  NH3 + SO3 + H2O→ NH4HSO4
  2NH3 + SO3 + H2O →(NH4)2SO4
  这些物质从烟气中凝结并沉积,可以使催化剂失活;造成 SCR系统的下游设备沾污和腐蚀,增加空气预热器的压降并降低其传热性能;使飞灰及脱硫装置副产物不适合于特定的用途。降低上述影响是将氨逃逸量维持在低水平以及控制燃用含硫燃料锅炉 SCR装置的SO2氧化率。铵盐沉积开始的温度是氨和 SO3浓度的函数,为了避免催化剂沾污,在满负荷条件下,SCR系统运行温度应该维持在 320℃以上。
  所以SCR脱硝系统在处理相关脱硝副作用需要格外的控制,要做到提高脱硝效率的同时,不对环境或生产过程产生很大的影响。SNCR脱硝相对来说没有SCR脱硝这么多危害,但其反应温度要比SCR脱硝高,对温度范围要求高。为了让还原剂充分与烟气混合,需要高品质雾化效果好的脱硝喷枪。
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