工程上常用的、成熟的脫硝技術主要有低氮燃燒技術、SNCR法煙氣脫硝技術、SCR法煙氣脫硝技術,本文僅針對工程上應用最多、脫硝效率高的SCR法煙氣脫硝技術進討。
進入反應器催化劑層入口的煙氣流場分布均勻與否直接影響脫硝系統的各項性能指標,如果流場分布不均勻,不但會嚴重影響脫硝效率、增加氨的逃逸、加速催化劑磨損,嚴重時還會堵塞催化劑或引起空氣預熱器的堵塞和嚴重腐蝕,從而影響主機的正常運行,因此,流場模擬試驗研究在脫硝系統設計中極為重要。
CFD計算最為關鍵的是計算模型的建立與邊界條件的設定,計算模型建立時要根據實際煙氣系統設計情況確定煙氣系統內部件是否簡化以及計算網格的大小,以達到計算速度和精度統一的目的;為了便于脫硝系統入口邊界條件的設定,通常將省煤器換熱管束出口作為脫硝系統CFD計算的入口,將鍋爐空氣預熱器入口作為脫硝系統CFD計算的出口,易于設定CFD計算條件。
進行物理模型試驗驗證時,通常選用1∶15~1∶10的比例搭建試驗裝置,冷態(tài)試驗時程度上使雷諾數與實際工程雷諾數一致,以準確地反映實際工程的流動特性,用以驗證CFD計算結果,從而保證實際工程煙氣系統設計滿足流場分布要求。
選擇性非催化還原 :選擇性非催化還原是指無催化劑的作用下,在適合脫硝反應的“溫度窗口”內噴入還原劑將煙氣中的NOx還原為無害的N2和H2O。該技術一般采用爐內噴氨或尿素作為還原劑還原 NOx。還原劑只和煙氣中的NOx反應,一般不與O2反應,由于該工藝不用催化劑,因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為 850~1050℃ 的區(qū)域,迅速熱分解成NH3,與煙氣中的NOx反應生成N2和H2O。 還原NOx的主要化學反應方程式為: 4NH3+ 4NO+ O2 →4N2+6H2O