循環流化床噴射混合還原劑的脫硝反應試驗研究

林 晨，張 曜，于 娟，馮 帆，張忠孝

(上海交通大學 機械與動力工程學院，上海 200240)

0 引 言

隨著大氣污染形勢日趨嚴峻，NOx排放法規日益嚴格。選擇性非催化還原技術(SNCR)是流化床鍋爐中廣泛應用的低成本煙氣脫硝技術，具有占地面積小、無需催化劑、設施簡單等優點。但流化床負荷變化、爐內溫度改變時，SNCR狹窄的反應溫度區間(850～1 100 ℃)容易使其失效。此外，SNCR在實際鍋爐中的脫硝效率有限，僅有50%[1-3]，難以滿足低負荷運行時的流化床鍋爐工況。

已有研究表明，H2、CH4、CO作為還原劑的添加劑可以改善溫度窗口，提高脫硝效率。Lyon等[4]研究表明添加H2后溫度窗口向低溫方向移動；曹慶喜[5]研究發現，加入氫氣后，SNCR的溫度窗口明顯變窄，且隨氫氣濃度增大而持續變窄；呂洪坤[6]試驗和模擬計算結果顯示，H2的參與能促使SNCR反應在較低溫度下進行，添加的H2濃度合適時可以擴大反應窗口。Hemberger等[7]針對甲烷和乙烷參與的SNCR反應進行了試驗和計算研究，結果表明碳氫化合物的參與使得SNCR反應溫度窗口向低溫方向移動，同時氨逃逸量也有所下降；Bae[8]研究發現，甲烷添加劑可以使NO還原的最佳反應溫度降低，同時增寬反應溫度窗口；Suhlmann等[9]在石英管反應器中，研究了CO添加劑對SNCR反應的影響，發現CO可促使脫硝反應的溫度向低溫移動100 ℃左右；Javed等[10]發現加入CO能使SNCR的反應溫度窗口向低溫移動200 ℃以上；高亮[11]研究表明，添加CO可以改善低溫下氨氣的還原能力，但會抑制高溫下NOx的還原。

如上所述，添加劑如氫氣、碳氫化合物和CO可以改善SNCR反應條件，但以往研究大多針對單一的添加劑，并未使用包含上述有效氣體添加劑的工業副產品，如煤氣化氣、焦爐煤氣作為整體添加劑。……