SCR脱硝技术影响因素探讨

2016-03-13 06:53高元佳
化工设计通讯 2016年8期
关键词:催化剂体积效率

高元佳,王 飞

(陕西榆林凯越煤化有限责任公司,陕西榆林 719000)

SCR脱硝技术影响因素探讨

高元佳,王 飞

(陕西榆林凯越煤化有限责任公司,陕西榆林 719000)

近年来,我国经济建设虽然取得了非常大的发展,但是我国的环境污染问题却日益严重,这严重危害到了人们的健康以及子孙后代的发展,因此越来越多的人开始关注和保护生态环境。而在对大气造成污染的影响因素中,氮氧化合物是最为主要的影响因素,因此很多企业都采用了相应的技术对其进行处理,其中SCR脱硝技术就是使用最为广泛地一种。主要对影响SCR脱硝效率的影响因素进行了分析,从而确保SCR脱硝技术能够更好地对氮氧化合物进行处理,以更好地保护我国的生态环境,最终造福于子孙后代。

SCR脱硝技术;影响因素;反应动力

SCR脱硝技术能够对氮氧化合物进行有效地处理,从而减少氮氧化合物对环境所造成的影响。但是在SCR脱硝技术实际应用的过程中,很多因素会影响到SCR脱硝技术的脱硝效果。因此,需要对相应的影响因素进行分析和研究,从而找出最佳的脱硝反应条件,以实现对环境的更好保护。

1 SCR脱硝的反应动力过程

为了对SCR脱硝技术有更加深入的研究,首先需要充分弄清楚SCR脱硝的反应动力过程,对于该过程的了解可以通过建立相应的反应模型来完成。在该模型中,NOx、NH3以及O2等气体会扩散到催化剂的表面,经过一段时间的扩散后,NH3会被吸附到催化剂的表面,然后NOx和O2会在催化剂的作用下和NH3发生反应,从而生成N2和H2O,并被主流气体携带离开催化剂的表面,以完成整个脱硝的过程[1]。

2 SCR脱硝效率的影响机理分析

2.1 反应温度

在SCR脱硝技术的应用过程中,反应温度将会对整个脱硝的效率造成较大的影响。这是因为对于SCR脱硝的反应过程而言,往往存在着一个最佳的反应温度,在该反应温度段内,会使得催化剂的活性达到最佳,这样能够使得SCR脱硝反应的更好进行,从而最终确保SCR脱硝的效率达到最大。而当反应温度明显高于此温度时,使得对脱硝反应起催化作用的催化剂会发生一定物理变化,使得其与反应物之间的接触面积变小,这样相当于减弱了催化剂的催化作用,从而使得脱硝的效率降低。同时,温度过高会使得催化剂出现老化情况,这也会导致脱硝效率的降低。而当温度过低时,NH3和NO2在发生反应的时候,会生成NH4NO3。这一副产物的生成,会严重堵塞催化剂的表面,阻碍催化剂与反应物的充分接触,进而使得脱硝效率降低。因此,为了保证SCR的脱硝效率,最佳的反应温度需要控制在319~380℃之间[2]。

2.2 NH3/NOx摩尔比

由于NH3会与NOx发生如下反应:4NO+4NH3+O2→4N2+ 6H2O(1),2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(2),由此我们可以得出NH3/NOx摩尔比也会对脱硝效率造成一定的影响。事实证明,NH3/NOx摩尔比的变化,确实会对脱硝效率造成较大的影响。一般来说,当比值小于1的时候,随着比值的增大,会相应提高脱硝效率。这是因为随着NH3量的增加,会增大催化剂表面NH3的浓度,从而促进脱硝反应的加快。然而当该比值增加到一定程度后,随着该值的进一步增大,反而会降低相应的脱硝效果。这是因为NH3的投入量过大时,会导致反应平衡遭到破坏,从而使得部分NH3与O2发生反应,生成NO这一副产物。因此,对于NH3/NOx摩尔比,一般会控制在1.2以下,从而确保SCR脱硝具有更好的效果。

2.3 NH3/NOx混合效果

NH3和NOx之间的混合效果也会对整个脱硝反应的效率造成极大的影响。一般来说,NH3和NOx之间的混合效果越好,那么将会使得相应的反应更好地进行,从而进一步提高SCR的脱硝效率。为了保证NH3和NOx之间能够更好地进行混合,往往会在氨喷射系统的入口处设置流量调节阀,这样能够根据实际的情况对注氨量进行调节,以确保NH3和NOx能够具有更好的混合效果,最终尽可能地提高SCR脱硝的效率。

2.4 V2O5的含量

催化剂中V2O5的含量也会严重影响到SCR脱硝的效率,一般来说,对于V2O5的含量,有一个最佳值范围,在这个范围内,会使得脱硝效率更高。这是因为在这个含量范围内,V2O5会在催化剂载体上进行均匀的分布,这样能够使得催化剂的催化效果充分发挥出来。而当V2O5的含量过高时,会使得V2O5在催化剂表面出现不均匀分布的情况,并且还可能形成晶体,从而影响到催化剂的催化效果,最终造成脱硝效率降低。

2.5 催化剂的体积

催化剂的体积也会对于SCR脱硝的效率造成影响,相应的研究表明,在同等条件下,随着催化剂体积的不断增大,会使得脱销的效率不断提升。然而催化剂体积的增大,会使得反应器工费增加。因此,需要综合考虑反应器工费来适当增大催化剂的体积。

3 结束语

综上所述,在我国大气污染日益严重的情况下,对SCR脱硝技术的影响因素进行分析和研究具有非常重要的现实意义。只有充分弄清楚了影响SCR脱硝技术处理效率的因素,才能确保将SCR脱硝技术的处理方法应用到最好,从而确保对大气造成污染的氮氧化合物进行有效处理之后再排放,最终实现对大气环境最好的保护。

[1]赵晓军,孙记.锦州热电SCR脱硝效率影响因素的试验研究[J].华北电力技术,2011,(06):16-18.

[2]秦胜,张剑,田莉雅.火电厂氮氧化物控制技术探讨[J].能源环境保护,2012,26,(04):44-47.

Discussion on Influencing Factors of SCR Denitrification Technology

Gao Yuan-jia,Wang Fei

In recent years,China's economic construction has made great progress,but the problem of environmental pollution is becoming more and more serious in our country,which seriously endangers people's health and the development of future generations.Therefore,more and more people pay attention to and protect ecosystem.However,nitrogen oxide is the most important factor in the pollution of the atmosphere,so many companies have adopted the corresponding technology to deal with them,among which SCR denitrification technology is the most widely used one.The main influencing factors of SCR denitrification efficiency are analyzed to ensure that SCR denitrification technology can better deal with nitrogen oxides to protect the ecological environment and benefit the future generations.

SCR denitrification technology;influencing factors;reaction dynamics

X701

A

1003-6490(2016)08-0030-02

2016-11-05

高元佳(1984—),男,陕西榆林人,工程师 ,主要从事化工企业环保管理工作。

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