SNCR过程反应动力学模型的研究
氮氧化物NOx是燃煤电厂烟气排放三大污染物（SOx、NOx及总悬浮颗粒物）之一。随着国家和地方环保政策日趋严格，发展经济合理的NOx控制技术势在必行。选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术成本低，脱硝效率中等，改造方便，适合与其它低NOx技术联合使用，是适合我国国情的低NOx排放技术之一。 本文首先综合前人的研究成果，构建了包含添加剂CH4、CO和 H2参与的SNCR基元反应机理，对照试验结果，通过敏感性分析，针对机理中的某些基元反应的动力学参数进行了修正，使其能更加准确的模拟和预测反应特性。 采用本文构建的基元反应机理，借助化学动力学软件Chemkin，对常规SNCR及含添加剂的SNCR过程进行模拟，以考察反应条件（反应温度、停留时间、氨氮摩尔比、烟气中的氧浓度、初始的NO浓度）及添加剂对反应的影响及作用机理。结果表明，脱硝效率大于47％的温度窗为1140K～1373K，最佳温度为1173K。较长的停留时间有利于反应充分进行。最佳氨氮摩尔比为1.5。O2浓度在2～4%范围内变化时对NO浓度及NH3泄漏影响很小。NO初始浓度升高，最大脱硝效率升高，但SNCR保证的最低NO浓度基本不变。适量的添加剂使温度窗向低温移动，随着添加剂量的增加，TNF量在较低温度下急剧降低，在较高温度下缓慢增加。添加剂并没有改变 NH3还原NO的主要反应途径，其对反应的影响主要是通过增加反应气氛中OH等活性基元的浓度而实现的。 通过对基元反应模型计算结果进行数据回归，得到了含添加剂的SNCR过程两步总包反应模型。采用总包反应模型，借助CFD软件模拟了化学反应动力学和流动共同控制下的SNCR过程。结果表明，NO及NH3在反应管起始10cm段已基本混合，较低温度下，混合段内参与反应的NO及NH3较少，而较高温度下，NH3则基本被消耗完，脱硝效率很低。同时，通过与试验数据的对比进一步验证了模型的可靠性，为预测实际的工程应用中SNCR脱硝性能奠定了基础。
氮氧化物;SNCR过程反应;动力学模型;脱硝性能
哈尔滨工业大学
硕士
热能工程
吴少华
2009
中文
X701.7
81
2013-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）