为研究ABS在低温SCR催化反应器中的生成条件、沉积及富集规律和催化剂再生技术,设计和搭建参照实际低温脱硝工程的中试规模的SCR反应器系统.在实际实验过程中,由于反应截面较小等客观原因,不能准确测量出在反应截面上或沿催化剂轴向NH3和NOx的质量浓度分布情况,而该情况对实验研究是比较重要的,为此作者建立了SCR脱硝催化反应数值模拟模型.
数值模拟在烟气脱硝中的应用,不但包括对脱硝工艺整体系统布置和流动特性的模拟研究[4,5,6],还包括对SCR催化反应过程的数值模拟研究.在SCR催化反应过程中,各种组分在催化剂表面上的反应是核心,采用数学模型可用于指导SCR催化剂的优化设计.
Beeckman等[7]建立了SCR催化剂单孔道的一维模型,烟气炉外氧化吸收法脱硝,分析研究催化剂孔结构对反应活性的影响.沈伯雄等[8]建立了SCR催化剂单孔道的一维模型,模拟SCR催化剂孔道内的催化反应进程.
根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223--2011),火电厂煤粉锅炉大气污染物排放浓度限值要求NOx≤100mg/m3。当前,烟气SCR脱硝,控制火电厂NOx排放的主要技术措施有低氮燃烧技术,烟气SNCR(选择性非催化还原法)脱硝技术和烟气SCR(选择性催化还原法)脱硝技术等。
低氮燃烧技术可使锅炉出口烟气NOx浓度大幅度降低,烟气SNCR技术脱硝效率较低.一般为30%~50%,这2项技术目前还达不到国家规定的NOx排放标准。而烟气SCR脱硝技术效率较高.可以达到70%~90%.再结合锅炉低氮燃烧技术,可使火电厂烟气NO。排放满足国家标准。
烟气特性
烟气的流速对催化剂的磨损有很大的影响。烟气流速越高,相同质量飞灰携带的动能就越大,在与催化剂壁面撞击时,加剧了催化剂的磨损。设计时,工业废气选择性催化还原法脱硝,蜂窝催化剂与平板催化剂的迎风流速应为4.4~4.6m/s和5.2~5.3m/s,且气体在催化剂通道内的流速应控制在6~7m/s以内。
但是由于边界效应的存在,宁波脱硝,反应器中的气流壁面流速要低于中心流速,因此导致反应器中部的催化剂磨损程度要**边缘催化剂。这一问题同样可归结于流场分布的不均,通过改善导流板的分布可将催化剂的磨损程度降低。随着脱硝系统长时间的运行,烟气中的飞灰逐渐在催化剂表面沉积,导致孔道阻塞,减少了气流通过的截面积,使得未被覆盖的孔道内气体流速增加而加速催化剂的磨损。