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    1.3.1 温度
    温度是影响化学反应的重要因素,氧化还原反应对温度是非常敏感的。化学反应速率会随着温度的升高而加快。SNCR反应存在温度窗口,也就是适合反应的最佳温度区间。温度过低会导致反应效率降低,不能达到很高的脱硝效率,并且会造成较高的尿素漏失,但是温度太高也会导致尿素的氧化反应剧烈,导致大量的还原剂氧化的速度大于还原的速度,从而增加NO的生成。对于不同的还原剂,适合的反应温度也是不同的。而对于本论文的尿素还原剂来说理想的温度范围是950-1150℃。
    1.3.2 氨氮比(NSR)
    氨氮比( NSR )是指反应体系中氨的摩尔数与烟气中需要脱除NOX的摩尔数之比。
    Lodder等人发现,在1%的O2下,NO的脱除效率随着NSR的增大而增大,但当NSR高于2后,NO的脱除效率增大的趋势变得非常平缓,此时还检测到有剩余的NH3, NSR越大剩余NH3量越多。Wenli等在石英反应管中DENOX的实验研究发现,NSR的增加使温度较低时的脱硝率提高,拓宽了反应温度窗口,在4%O2量和0.075s的停留时间下,当NSR增加到2.5时,脱硝率可达到90%,此后再增加NSR,脱硝率趋于平缓。Sowa等通过试验与模拟研究指出,NSR从1增加到2时,脱硝率迅速增加,当NSR高于2时,脱硝率变化也趋于平缓。王智化在沉降炉上进行DENOX实验得出,在1200℃以下,当NSR从0.5变为1.5时,NO脱除效率快速上升,而后继续增大NSR,NO脱除效率基本不变。试验结果表明在混合良好的条件下,NSR比为1.5就可以获得很高的NO脱除率,继续增大NSR不能提高NO脱除率。当温度高于1200℃后,NSR为1-1.2时脱硝率最高是35%,继续增大氨水的量反而引起了NO脱除效率下降。沈伯雄在实验中发现,当温度低于850℃时,增加NSR对于提高脱硝效率影响不大;当温度高于900℃后,NSR的增加导致一氧化氮脱除效率显著提高。在相同温度条件下,NSR的变化对NO脱除效率的影响表现出相同的趋势。在温度900—1050℃范围内,NSR从0.8到1.6,一氧化氮脱除效率显著提高,当NSR高于1.6后,NO脱除效率变化平缓。
    1.3.3 停留时间
    停留时间是保证SNCR脱硝反应充分进行的必要条件。脱硝效率会随着停留时间的增加而逐渐提高,尤其是反应的初期更加明显。如果停留时间过短,会造成反应没有完成,因此增加反应初期的停留时间,能得到较高的脱硝效率;另一方面,还原剂尿素喷入炉膛后,和烟气还有一个混合的时间,还原效率的高低直接受混合效果的影响,因此增加停留时间,使混合变得更加充分,这会达到脱硝效率提高的效果。然而SNCR脱硝反应本身是还原反应和氧化反应相互竞争的过程,随着反应时间的增长,还原剂尿素氧化成NO的反应会比还原的速度快,再继续增加停留时间效果就会让脱硝效果变得不明显。多数研究人员都认同,尿素和NO发生的高温选择性非催化还原反应时间量级为0.1s[3]。一般SNCR脱硝反应停留时间只需满足大于0.3s的要求。
    1.3.4 氧浓度
    SNCR反应需要氧气的参与,没有氧气的条件下是不会发生NO的还原反应。少量的氧对于SNCR反应的脱硝作用是非常明显的,降低反应温度窗口,并且能提高反应的脱硝效率。Kasuya等的试验表明,随着氧浓度的上升,反应的温度窗会向低温方向移动,并且促使最大脱硝率下降。氧气的体积浓度从0.5%上升到5%,脱硝的最佳温度则从1000℃左右下降到800℃左右,脱硝率从超过95%降到低于60%。工业煤粉锅炉中O2浓度一般在3-4%,其NOX的脱除效率受O2浓度的影响很小。
    1.3.5 还原剂
    评价SNCR脱硝还原剂优劣的标准通常有: 温度窗口的范围,脱硝率的高低,产生二次污染的程度,还原剂的经济性和工程实用性。研究人员在探索各种还原剂的脱硝特性的道路上,不断寻找着那些满足标准的良好的还原剂。就目前的研究和应用状况看,最常见的SNCR还原剂是氨、尿素、氰尿酸(异氰酸)。1975年,Lyon等人注册了Thermal De-NOX专利技术,在高温烟气中喷入一定摩尔比的氨气,可以还原烟气中的NOX。1980年Arand等人提出了以尿素代替氨作还原剂的想法进行试验,取得了相似的脱硝效果,注册为NOXOUT技术。1986年Perry注册了RAPRENOX技术,将异氰酸加入到含NO的烟气中将NOX脱除。
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