循环流化床喷射混合还原剂的脱硝反应试验研究

林 晨，张 曜，于 娟，冯 帆，张忠孝

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

0 引 言

随着大气污染形势日趋严峻，NOx排放法规日益严格。选择性非催化还原技术(SNCR)是流化床锅炉中广泛应用的低成本烟气脱硝技术，具有占地面积小、无需催化剂、设施简单等优点。但流化床负荷变化、炉内温度改变时，SNCR狭窄的反应温度区间(850～1 100 ℃)容易使其失效。此外，SNCR在实际锅炉中的脱硝效率有限，仅有50%[1-3]，难以满足低负荷运行时的流化床锅炉工况。

已有研究表明，H2、CH4、CO作为还原剂的添加剂可以改善温度窗口，提高脱硝效率。Lyon等[4]研究表明添加H2后温度窗口向低温方向移动；曹庆喜[5]研究发现，加入氢气后，SNCR的温度窗口明显变窄，且随氢气浓度增大而持续变窄；吕洪坤[6]试验和模拟计算结果显示，H2的参与能促使SNCR反应在较低温度下进行，添加的H2浓度合适时可以扩大反应窗口。Hemberger等[7]针对甲烷和乙烷参与的SNCR反应进行了试验和计算研究，结果表明碳氢化合物的参与使得SNCR反应温度窗口向低温方向移动，同时氨逃逸量也有所下降；Bae[8]研究发现，甲烷添加剂可以使NO还原的最佳反应温度降低，同时增宽反应温度窗口；Suhlmann等[9]在石英管反应器中，研究了CO添加剂对SNCR反应的影响，发现CO可促使脱硝反应的温度向低温移动100 ℃左右；Javed等[10]发现加入CO能使SNCR的反应温度窗口向低温移动200 ℃以上；高亮[11]研究表明，添加CO可以改善低温下氨气的还原能力，但会抑制高温下NOx的还原。

如上所述，添加剂如氢气、碳氢化合物和CO可以改善SNCR反应条件，但以往研究大多针对单一的添加剂，并未使用包含上述有效气体添加剂的工业副产品，如煤气化气、焦炉煤气作为整体添加剂。……