SCR脫硝過程中硫酸氫銨的形成機理與調控.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、為了控制NOx的排放,《火電廠大氣污染物排放標準》(GB132323-2011)規(guī)定,燃煤電廠中NOx的排放量控制在100mg/m3。以NH3或尿素為還原劑的選擇性催化還原法(SCR)是減少氮氧化物最為有效的技術之一。商業(yè)SCR催化劑中V2O5含量通常在0-4%。由于在煙氣脫硝的過程中,V2O5催化劑在催化還原NOx的同時,也使煙氣中部分SO2(0.75%~1.5%)氧化成SO3,進而與SCR脫硝過程中未完全反應的氨在一定的反應條件下生

2、成硫酸氫銨(ABS),ABS可以在催化劑表面及SCR反應器的下游設備和管道上沉積,引起堵塞、腐蝕和阻力上升等問題。但由于ABS形成研究方面的困難,目前國內尚缺乏關于ABS形成機理的探討,對影響ABS形成因素也缺乏詳細認識,由于認識上的障礙以及國外脫硝公司的技術壁壘,導致很多電力企業(yè)盲目實施空預器改造,并多次發(fā)生催化劑過早失活,脫硝效率下降等問題,給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失,影響了電力企業(yè)節(jié)能減排工作的推進。特別是當前對NOx控制更加嚴厲,

3、SCR經(jīng)常在低負荷條件下運行,而SCR的最低運行溫度取決于ABS的露點,因此,了解ABS的形成規(guī)律以及露點就變得非常重要。
  本文在深入研究ABS的形成機理的基礎上,利用自行設計的ABS形成試驗臺,研究ABS的形成規(guī)律,得出ABS的形成是溫度和濃度的函數(shù)。ABS的形成溫度在220~261℃范圍內,且ABS形成溫度隨著反應物濃度的增大而升高。具體溫度與NH3和H2SO4的濃度有關,且二者濃度乘積越大,ABS的形成溫度越高。有關AB

4、S與空預器飛灰反應特性方面,表征結果顯示,摻雜ABS(ABS與飛灰質量比為1:50)后,粒徑明顯增大,這說明摻雜ABS后明顯改變了飛灰的形貌特征,而且除了原飛灰樣中原有的礦物相還檢測出了Fe2(SO4)3和Na2SO4。比電阻測試結果顯示,摻雜一定量的ABS會降低飛灰的比電阻,增強了電除塵器捕捉飛灰的能力。XPS光電子能譜分析結果顯示,摻雜ABS后,ABS會與飛灰中的Na2O反應形成Na2SO4。通過分析失重法測腐蝕速度和動電位極化曲線

5、法實驗結果得出,碳鋼和不銹鋼在各種不同濃度的ABS和硫酸溶液中的腐蝕過程相似,說明ABS具有酸的特質,具有很強的腐蝕性,且腐蝕機理類似硫酸。通過對在兩種濃度ABS溶液中浸泡兩個月的碳鋼和不銹鋼的表層腐蝕產(chǎn)物膜進行SEM/EDS分析和XPS分析,得到了腐蝕產(chǎn)物膜中的元素成分以及化合態(tài),最終確定了腐蝕產(chǎn)物的種類有Fe2O3、FeOOH、Fe3O4和鐵的硫酸鹽等。以此為基礎,本文評估了ABS對SCR后主要設備的影響,并從主動調控和被動調控兩個

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