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尿素_铵根离子溶液_添加剂的湿法脱硝 第 17 卷 第 1 期 2011 年 2 月 燃 烧 科 学 与 技 术 Journal of Combustion Science and Technology Vol.17 No.1 Feb. 2011 收稿日期:2009-01-08. 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2009AA05Z304). 作者简介:郑守忠(1969— ),男,博士,高级工程师. 通讯作者:熊源泉,yqxiong@seu.edu.cn. ▋ 尿...

尿素_铵根离子溶液_添加剂的湿法脱硝
第 17 卷 第 1 期 2011 年 2 月 燃 烧 科 学 与 技 术 Journal of Combustion Science and Technology Vol.17 No.1 Feb. 2011 收稿日期:2009-01-08. 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2009AA05Z304). 作者简介:郑守忠(1969— ),男,博士,高级工程师. 通讯作者:熊源泉,yqxiong@seu.edu.cn. ▋ 尿素、铵根离子溶液/添加剂的湿法脱硝 郑守忠 1,印建朴 1,熊源泉 2,谢红银 2,史占飞 2 (1. 中国水利电力物资有限公司,北京 300044;2. 东南大学能源与环境学院热能工程研究所,南京 210096) 摘 要:对 NO x 在液相吸收过程中的传质过程进行分析;采用尿素和铵根离子组合成的 3 种不同吸收剂,在填有金 属鲍尔环的串联喷淋吸收塔反应器中,对模拟烟气进行湿法脱硝研究;实验分别对气速、液气流量比、吸收剂质量 分数、气体温度、吸收剂温度、添加剂质量分数、NO x 体积分数和 SO2 是否存在等条件对脱硝效率的影响规律进行 了研究. 研究 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,铵根离子溶液的脱硝效率不如尿素溶液的脱硝效率高,并且气速、液气流量比、系统温度、添 加剂质量分数和 NO x 体积分数均对脱硝效率有重要影响;加入 2,000×10 -6 SO2 后,其脱硝效率可提高 5%,说明 SO2 与 NO x 在同一系统中具有协调促效作用. 关键词:尿素;铵根离子;添加剂;湿法;脱硝 中图分类号:TQ534.9 文献标志码:A 文章编号:1006-8740(2011)01-0017-07 Removal of NOx by Solutions of Urea and Ammonium Ion/Additives ZHENG Shou-zhong 1,YIN Jian-pu1,XIONG Yuan-quan2,XIE Hong-yin2,SHI Zhan-fei2 (1. China National Water Resources and Electric Power Materials and Equipment Corporation,Beijing 300044,China; 2. Thermoenergy Engineering Research Institute,School of Energy and Environment, Southeast University,Nanjing 210096,China) Abstract:Mass transfer of NO x in the liquid phase was analysed. Using three different absorbents made of urea and ammonium,wet denitrification was investigated in sprinkling absorption reactors filled with steel pall rings. A series of experiments were carried out to study operation parameters,such as gas velocity,ratio of liquid to gas, absorbent concentration,gas temperature,absorbent temperature,additive concentration,NO x concentration and SO2 existence. The experimental results indicated that urea solution was more efficient in NOx removal than ammo- nium ion solution. At the same time,gas velocity,ratio of liquid and gas,system temperature,additive concentra- tion and NO x concentration had great effects on the removal efficiency of NO x from flue gas. When 2 000×10 -6 SO2 was added,the efficiency of denitrification was improved by 5%,which showed that there existed a mutual promo- tion effect of SO2 and NOx in the same system. Keywords:urea;ammonium ion;additive;wetting;denitrification 鉴于 NO 难溶于水的特性,现在尾气脱硝技术主 要采用的是干法烟气脱硝技术,目前得到商业化运行 的主要有选择性催化还原法(SCR)[1]和选择性非催化 还原法(SNCR)[2].但 SCR法和 SNCR法分别存在着 投资高、脱硝效率低等缺点.而化学湿法脱硝却具有 工艺设备简单、操作温度低、耗能少、处理费用低等一 些优点,具有研究价值.目前,湿法脱硝技术主要采 用的是络合法、氧化法、还原法等. Sada等[3]对 Fe(Ⅱ)EDTA和 Na2SO3混合溶液同 时脱除 NO 和 SO2的过程进行了研究,并分析了 NOx 的吸收机理.20世纪 70 年代末,Teramoto 等[4-7]进行 了用 NaClO3吸收剂来脱除 NOx的研究,其效率可达 ·18· 燃 烧 科 学 与 技 术 第 17 卷 第 1 期 到 36%~72%.Chu 等 [ 8 - 9 ]在搅拌槽反应器内对 KMnO 4 /NaOH 脱除 NO 的动力学进行了研究. Thomas 等[10-11]对过氧化氢溶液脱除 NOx的特点进行 了研究,并在 20,℃时对填料塔中含 H2O2硝酸溶液脱 除 NO的过程进行了数学模拟.在俄罗斯门捷列夫提 出的尿素湿法脱硫脱硝的基础上,岑超平等[12-14]利用 模拟烟气通过固定液柱的实验装置对尿素/高锰酸钾 进行脱除 NOx实验,实验表明,增加高锰酸钾含量可 以显著提高脱氮效率,随着吸收液有效高度的增加, NOx 的脱除效率也随之提高;同时也对尿素/添加剂 同时脱硫脱硝的动力学、吸收特性等方面做了一定的 研究,实验结果表明,烟气中 SO2 的吸收由气膜控 制,是液相中伴有快速不可逆化学反应的气体吸收; NOx 的吸收由气膜和液膜共同控制,是液相中伴有慢 速不可逆化学反应的气体吸收. 由于尿素吸收液成本相对较高,使得脱硝运行成 本居高不下.为此,笔者提出了尿素/氨水/添加剂多元 溶剂联合协同脱除燃煤烟气中的 SO2 和 NOx 的新方 法,以期通过价格低廉的氨水或工业废氨水的联合协 同作用,不仅可以极大降低吸收剂的成本,同时可以 保证较高的硫氧化物和氮氧化物的联合脱除效果.由 于氨水的运输、存储和安全性等问题将给实验工作带 来很多不便,因此,笔者采用固态碳酸氢铵替代氨水 来进行实验研究,采用三乙醇胺作为添加剂.笔者分 别采用不同混合比例的吸收剂,观察了气速、液气比 (液气流量比)、吸收剂质量分数、气体温度、吸收剂温 度、添加剂质量分数、NOx 体积分数以及 SO2 存在与 否对脱硝效率的影响. 1 反应原理 尿素溶液吸收法脱硝的反应机理为 NO+NO2+(NH2)2CO=2H2O+CO2+2N2 铵根溶液脱硝反应机理为 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO HNO3+NH4HCO3=NH4NO3+H2O+CO2 若烟气中有 SO2存在,则反应为 SO2+2NH4HCO3=(NH4)2SO3+H2O+2CO2 2NO+NO2+4(NH4)2SO3=1.5N2+4(NH4)2SO4 2 NOx 液相传质吸收理论 根据应用广泛且较成熟的双膜理论[15-16]来解释 NOx 的液相吸收控制理论,不仅适用于物理吸收,也 适用于气液相反应. NOx 的液相吸收可以简化为经气液两膜层的分 子扩散,这两层薄膜构成了吸收过程的主要阻力,溶 质以一定的分压及浓度差克服两膜层的阻力,膜层以 外几乎不存在阻力.气体在吸收过程中所受到的阻 力可以表示为总阻力=气膜阻力+液膜阻力,即 L G L 1 1H K k k = + (1) 由于 NOx在水中的溶解度很小,即 H 值很小,气膜阻 力 H/kG比液膜阻力 1/kL 小很多,式(1)可简化为 KL≈kL (2) 此时,传质阻力集中于液膜中,可见 NOx 吸收过程主 要由液膜控制.传质受液膜控制时,要提高传质吸收 速率,关键是提高总传质系数 KL,这就必须增大液相 湍动程度,增大吸收推动力.增大填料层内有效接触 面积均可以增大传质吸收速率,从而提高湿法脱硝效 率.为此,笔者采用填料塔作为脱硝吸收反应器进行 实验研究. 3 实验部分 3.1 实验系统 实验系统如图 1 所示,包括模拟烟气系统、吸收 系统、测量系统和烟气检测系统. 1—减压阀;2—流量计;3—气体加热器;4—U型测压计;5—温度 数显调节仪;6—喷淋塔;7—微型磁力齿轮泵;8—针形阀;9—压 力表;10—储液罐;11—烟气分析仪 图 1 烟气脱氮反应装置示意 1) 模拟烟气系统 分别控制氮气、氧气、二氧化碳、一氧化氮、二氧 化氮减压阀,调节流量计的流量到稳定状态,配置成 实验 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的模拟烟气组分. 2) 吸收系统 吸收塔采用直径为 39,mm、有效高度为 1.8,m 的 2011 年 2 月 郑守忠等:尿素、铵根离子溶液/添加剂的湿法脱硝 ·19· 不锈钢材料制成,塔内乱堆填满规格为 16,mm× 16,mm×0.4,mm 的金属鲍尔环,在烟气入口上端设置 了布气板,在烟气出口上端布置了除雾器,除去烟气 中夹带的水蒸气,最后气体由塔顶排出去.用水泵将 吸收液从配液槽抽出,由流量计控制流量打入填料 塔,吸收液通过填料,从出水管流出塔后再流回配液 槽循环使用. 3) 测量系统 分别在烟气加热管内和储液罐内布置电加热管, 使用 Pt100 热电阻传感器监测温度.用 U 型测压计 在入口和出口处检测压降. 4) 烟气检测系统 分别在烟气入口处、一级塔出口处、二级塔出口 处设置烟气检测口,用德国 MRU 公司的 SAE-1999 型烟气分析仪分析烟气组分. 3.2 实验条件 (1) 本文中模拟烟气的 NOx 的氧化度(NO2 与 NOx的体积比)定为 6%(实际燃煤烟气的 NOx的氧化 度一般在 5%~10%之间). (2) 陆雅静等[17]的研究结果表明,三乙醇胺作 为添加剂在尿素同时脱硫脱硝实验中的效果较好,并 起催化、缓冲促效作用,添加剂反应前后不变,故本 文采用三乙醇胺作为添加剂. (3) 配制 3 种不同类别的吸收液:①一级塔与二 级塔均为碳酸氢铵溶液,记作 1#吸收剂;②一级塔为 碳酸氢铵溶液,二级塔为尿素溶液,记作 2#吸收剂; ③一级塔与二级塔均为尿素与碳酸氢铵混合溶液, 记作3#吸收剂. 4 实验结果与讨论 4.1 气速对脱硝效率的影响 图 2 反映的是气速对脱硝效率的影响.图中 NO 体积分数 1,000×10 -6 左右,氧化度 6%,O2 体积分数 5%,CO2体积分数 15%,液气比 12,L/m 3,添加剂质量 分数 0.015%;1#和 2#吸收剂各塔质量分数均为6%, 3#吸收剂中尿素质量分数为 3%,碳酸氢铵质量分数 为 3%,温度为环境温度.实验结果表明,气速对脱硝 效率的影响较显著,随着气速的增大,脱硝效率降 低.单独从 1#、2#、3#溶液脱硝效率的曲线来看:当气 速从 0.1,m/s 增加到 0.2,m/s 时,脱硝总效率下降了约 18%;当气速从 0.2,m/s 增加到 0.25,m/s 时,总效率的 下降比较缓慢,约为 2%,原因在于随塔内气速的增 加,烟气在吸收塔中的停留时间缩短,与吸收剂接触 的时间降低,导致吸收剂的利用率降低.但当塔内气 速提高时,可使气液两相扰动剧烈程度和气相传质系 数、液相传质系数 kL 显著增加,液相推动力变大,故 脱硝效率下降会出现比较缓慢的现象.从图中 3 条 曲线比较可以看出,1#吸收剂的脱硝效率明显低于 2#和 3#吸收剂的脱硝效率,说明尿素的加入会提高 NOx的去除率,尿素对 NOx的还原性要好于碳酸氢铵 对 NOx 的还原性,碳酸氢铵在单独脱硝系统中可能 仅仅依靠自身的弱碱性吸收部分 NOx. 图 2 气速对脱硝效率的影响 4.2 液气流量比对脱硝效率的影响 图 3 为液气流量比对脱硝效率的影响.图中, NO 体积分数 1,000×10 -6 左右,氧化度 6%,O2体积 分数 5%,CO2体积分数 15%,气速0.1,m/s,添加剂质 量分数为 0.015%;1#和 2#吸收剂各塔质量分数均为 6%,3#吸收剂中尿素质量分数为 3%,碳酸氢铵质量 分数为 3%,温度为环境温度.图 3 显示了液气流量 比对脱硝效率的影响较大,随着液气比的增大,脱硝 效率增加.当液气比从 6,L/m3 增加到 20,L/m3 时,3 种不同吸收剂的脱硝效率增加了 9%~12%.增加液 气流量比则增大了吸收过程的推动力,提高了吸收 塔内的喷淋密度,液体喷淋量的增加使得填料被充 分润湿,在填料层表面形成液膜,气液接触面积增 大,提高了液相传质速率,保证气液充分接触反应, 有利于 NOx的吸收.液气流量比为 14,L/m 3时,1#、 2#和 3#吸收剂的脱硝效率分别达到 36%、48%和 53%左右.当液气流量比小于 14,L/m3 时,脱硝效率 图 3 液气流量比对脱硝效率的影响 ·20· 燃 烧 科 学 与 技 术 第 17 卷 第 1 期 增加较快;当液气比大于 14,L/m3 时,脱硝效率增加 相对缓慢.故后续实验采用液气比为 14,L/m3. 4.3 吸收剂质量分数对脱硝效率的影响 图 4 为吸收剂质量分数对脱硝效率的影响.图中 NO 体积分数1,000×10 -6 左右,氧化度 6%,O2体积分 数 5%,CO2体积分数 15%,气速 0.1,m/s,液气流量比 14,L/m 3,添加剂质量分数为 0.015%,1#和 2#吸收剂 保持两塔质量分数相等,3#吸收剂尿素和碳酸氢铵各 占一半;温度为环境温度.图 4 实验结果表明,随着 吸收剂浓度的增加,脱硝效率有所提高,但对脱硝效 率的影响不是很明显.当吸收剂质量分数为 4%时, 1#、2#和 3# 吸收剂的脱硝效率分别为 34%、45%和 50%.当吸收剂质量分数增加到 10%时,1#、2#和 3# 吸收剂的脱硝效率分别增加了 5%、6%和 7%左右,3 种不同溶液随着吸收剂质量分数的增加,其脱硝效率 增幅大致相当,但 2#和 3#溶液明显高出 1#吸收剂十 多个百分点.一方面浓度的增大,有利于反应向正反 应方向移动;另一方面,由于吸收剂在溶液中已经过 量,故脱硝效率增加得不是很明显.因此,从经济性 因素考虑,选择吸收剂质量分数 7%作为后续实验的 吸收剂浓度. 图 4 吸收剂质量分数对脱硝效率的影响 4.4 气体温度对脱硝效率的影响 图 5为气体温度对脱硝效率的影响.图中 NO 体 积分数 1,000×10 -6 左右,氧化度 6%,O2 体积分数 5%,CO2 体积分数 15%,气速 0.1,m/s,液气比 14,L/m 3,添加剂质量分数为 0.015%,图中 1#和 2#吸 收剂各塔质量分数均为 7%,3#吸收剂中尿素质量分 数为 3.5%,碳酸氢铵质量分数为 3.5%,温度为环境 温度.图 5 的实验结果表明,烟气温度在3种不同吸 收剂脱硝过程中具有相似的规律,当气体温度从 20, ℃增加到 30,℃时,其脱硝效率略微有所提高,温度为 30,℃时,1#、2# 和 3# 吸收剂的脱硝效率分别为 37%、49%和 55%;当温度增加到 60,℃时,2# 和 3# 吸收剂的脱硝效率都降到了最低值,分别为 42%和 47%,而 1# 溶液在温度增加到 70,℃时脱硝效率降到 29.5%;当温度继续增加到 90,℃时,其脱硝效率有所 回升,逐渐趋于平稳. 一方面从物理吸收的角度来看,温度的升高, NOx 溶解度随之下降(见表 1),温度低于 60,℃时, NO 的溶解度直线下降, 在 60~80,℃这一范围内下 降最明显,这也证实了本文的实验结论,此时脱硝效 率最低.温度超过 80,℃时,NO 的溶解度几乎为 0, 脱硝效率呈稳定趋势. 图 5 气体温度对脱硝效率的影响 表 1 不同温度下 NO溶解度 温度/℃ 溶解度/g 30 5.17 40 4.39 50 3.76 60 3.24 80 1.98 100 0 另一方面从化学吸收的角度来说,NO 氧化成 NO2是放热反应,即 2NO+O2=2NO2 θ r m Δ (298.15 K)= 114.14 kJ /molH − 升高温度,反应向生成 NO 的方向移动,不利于反应 的进行,故反应生成的 HNO2和 HNO3 减少,则 NOx 去除率下降,而当吸收反应温度在 70~90,℃时,NOx 脱除率几乎保持不变,由于温度升高,气体分子的紊 乱度增强,气液接触表面积增大,同时气相温度升高 会使得液膜阻力减小,脱硝效率趋于缓和. 4.5 吸收剂温度对脱硝效率的影响 图 6 为吸收剂温度对脱硝效率的影响.图中,NO 体积分数为 1,000×10 -6 左右,氧化度 6%,O2体积分 数为 5%,CO2 体积分数为 15%,气速 0.1,m/s,液气比 14,L/m 3,添加剂质量分数为 0.015%;1#和 2#吸收剂 各塔质量分数均为 7%,3#吸收剂中尿素质量分数为 3.5%,碳酸氢铵质量分数为3.5%,气体温度为 25,℃左 右.从图 6 可以看到,随着吸收剂温度的上升,脱硝效 率下降,当气温从 20,℃增加到 60,℃时,其 3 种不同 2011 年 2 月 郑守忠等:尿素、铵根离子溶液/添加剂的湿法脱硝 ·21· 吸收剂的脱硝效率都呈下降趋势.当吸引剂温度为 20,℃时,1#、2#和 3# 吸收剂的脱硝效率分别约 37%、 49.5%和 55%;当吸收剂温度增至 60,℃时,1#、2#和 3# 吸收剂的脱硝效率均下降了 9%~12%.2#和 3#溶 液总体比 1#溶液的脱硝效率高出十多个百分点.这 是因为随着温度的升高,吸收剂开始缓慢分解,影响 其吸收效率;然而升高温度,易泄露 NH3,污染环境, 且三乙醇胺蒸气有毒,故吸收剂温度不宜过高. 图 6 吸收剂温度对脱硝效率的影响 4.6 添加剂质量分数对脱硝效率的影响 图 7 为添加剂三乙醇胺质量分数对脱硝效率的 影响.NO体积分数1,000×10 -6 左右,氧化度6%,O2体 积分数为 5%,CO2 体积分数为 15%,气速 0.1,m/s,液 气比 14,L/m3,1#和 2#吸收剂各塔质量分数均为 7%, 3#吸收剂中尿素质量分数为 3.5%,碳酸氢铵质量分数 为 3.5%;系统温度为 25,℃左右.图 7 显示了添加剂质 量分数对 3 种不同吸收剂的脱硝效率具有显著影 响.从图中的曲线可以看出,当吸收剂中无添加剂时, 1#、2#和 3#吸收剂的脱硝效率分别只有 29%、41%和 46%;当添加剂质量分数从0增加到 0.005%时,其脱硝 效率分别增加了 5%、5.5%和 4.5%,3 种溶液提高的幅 度基本一样.当添加剂的质量分数继续增加达到 0.03%时,1#、2#和 3#吸收剂的脱硝效率分别达到最 高,为 40%、51%和 57%.可见,三乙醇胺的加入使得脱 硝效率得到了一定的提高,添加剂在烟气净化过程中 则起到了催化和缓冲作用,另外,还起到控制反应过 程和最终产品的作用.当添加剂含量增加到 0.01%,继 续提高添加剂含量对脱硝效率的提高不明显,考虑到 图 7 添加剂三乙醇胺质量分数对脱硝效率的影响 经济性因素,认为 0.01%的三乙醇胺含量是一个合理 的操作参数. 4.7 NOx 体积分数对脱硝效率的影响 随着 NOx 体积分数的增加,脱硝效率增大,实验 结果如图 8 所示.NOx氧化度 6%;O2体积分数 5%; CO2体积分数 15%;气速 0.1,m/s;液气比 14,L/m 3;添 加剂质量分数 0.01%;图中 1#和 2#吸收剂各塔质量 分数均为 7%;3#吸收剂中尿素质量分数为3.5%,碳酸 氢铵质量分数为 3.5%;系统温度为 25 ℃左右.当 NOx的体积分数在 500×10 -6 左右时,1#、2#和 3#吸收 剂的脱硝效率分别在 29%、41%和 47.5%左右,当 NOx 体积分数增至 1,500×10 -6时,1#、2#和 3#吸收剂的脱 硝总效率分别达到 38%、51%和 56%.这是由于气相 中的 NOx 体积分数增加时,增大了传质推动力,进而 增大了 NOx 吸收速度,提高了 NOx 的去除率.对比 1#、2#和 3# 吸收剂单独脱硝的效率曲线图,可以看 出在相同 NOx 体积分数条件下,当 NOx 的入口体积 分数为 1,100×10 -6 时,单独使用碳酸氢铵作为吸收 剂的脱硝效率只有 36.5%,采用一级塔为碳酸氢铵、 二级塔为尿素作为吸收剂的脱硝效率可达到 49%,若 一级塔二级塔均用碳酸氢铵和尿素混合液作为吸收 剂时,其脱硝效率达到 3 种吸收剂的最大值,接近 54%.实验结果进一步表明,含有尿素溶液的吸收剂, 其脱硝效率要明显高于碳酸氢铵单独脱硝效率. 图 8 NO x 体积分数对脱硝效率的影响 表 2 为反应进行过程中,每测完一个工况后所记 录下来溶液的 pH 值,从表中也可以看出,1#、2#和3# 吸收剂溶液的 pH 值都呈下降的趋势,即碱性向酸性 表 2 反应过程中 pH值的变化 NOx体积分数/10 -6 吸收 液 吸收 塔 0 500 700 900 1 100 1 300 1 500 7.48 7.46 7.43 7.40 7.36 7.33 7.29 1# 一 二 7.49 7.47 7.45 7.53 7.40 7.37 7.33 一 7.48 7.46 7.42 7.39 7.37 7.33 7.28 2# 二 8.76 8.73 8.69 8.65 8.60 8.54 8.47 一 8.16 8.13 8.10 8.07 8.03 7.98 7.92 3# 二 8.16 8.14 8.11 8.08 8.05 8.02 7.98 ·22· 燃 烧 科 学 与 技 术 第 17 卷 第 1 期 转化的去向.而单独从 2# 吸收剂来看,二级塔尿素 溶液的 pH 值要大于一级塔碳酸氢铵溶液的 pH 值, 这也进一步说明了尿素对 NOx 的去除率要大于碳酸 氢铵的脱硝效率.在相同实验条件下,采用碳酸氢铵 单独脱硝中的一级塔和二级塔溶液的 pH 值要小于 3# 吸收剂溶液的pH 值,说明尿素的加入会提高溶液 的pH 值,从而使得3# 吸收剂的脱硝效率要远远大于 碳酸氢铵单独脱硝效率. 4.8 SO2存在对脱硝效率的影响 图 9 为有无 SO2存在时 NOx体积分数对脱硝效 率的影响.图中 SO2体积分数为 2,000×10 -6,NOx氧 化度 6%,O2 体积分数 5%,CO2 体积分数 15%,气速 0.1,m/s,液气比 14,L/m3,添加剂质量分数 0.01%;1# 和 2#吸收剂各塔质量分数均为 7%,3#吸收剂中尿素 质量分数为 3.5%,碳酸氢铵质量分数为 3.5%;系统温 度为 25,℃左右.从图 9 中得到 NOx体积分数对同时 脱硫脱硝的影响.由图可见,NOx 体积分数对 SO2 影 响不大,基本维持在 95%左右;NOx 体积分数对 NOx 的去除率影响较大,但 3 种溶液的脱硝趋势基本一 致.对比图 9(b)中的 6 条曲线发现,SO2的存在使得 脱硝效率比单独脱硝效率高,这说明 SO2 对 NOx 的 吸收可能具有促进作用,也可能由于 SO2 与碳酸氢铵 反应生成的亚硫酸铵对 NOx 有还原作用,提高了对 NOx的去除效率,即 2NH4HCO3+SO2=(NH4)2SO3+2CO2+H2O (a)NOx体积分数的影响 (b)有无 SO2存在的情况 图 9 有无 SO2 时 NOx 体积分数对脱硝效率的影响 2NO+NO2+4(NH4)2SO3=4(NH4)2SO4+1.5N2 5 结 论 (1) 气速是影响 NOx 去除率的一个重要影响因 素,当气速从 0.1,m/s 增加到 0.25,m/s 时,1#、2#和 3# 共3 种不同吸收剂的脱硝效率分别下降了18%、20%和 23%左右. (2) 随着液气流量比的增大,脱硝效率增大;当 液气流量比小于 14,L/m3 时,增幅较大,而当液气流 量比大于 14,L/m3时,脱硝效率增加缓慢. (3) 吸收剂质量分数对脱硝效率影响不显著,改 变吸收剂质量分数,相应的脱硝效率没有明显提高. (4) 添加剂质量分数增加,NOx 去除率明显提 高,但添加剂质量分数小于 0.01%时,实验中的 3 种 不同吸收剂对 NOx 的净化效率提高较快,当添加剂 质量分数大于 0.01%时,继续提高添加剂质量分数, 其脱硝效率增加相对缓慢. (5) 随着气体温度的升高,脱硝效率先下降再缓 缓升高趋于平缓,气体温度升高到 60,℃左右时,2#和 3#其脱硝效率达到最低值,其效率分别为 42%和 47%,当气体温度升高到 70,℃左右时,1#吸收剂脱硝 效率达到最低值为 29.5%. (6) 综合以上实验结果,得出了相应的最佳实验 条件为:气速 0.1,m/s,液气比 14,L/m3,添加剂(三乙 醇胺)质量分数 0.01%,吸收剂质量分数为 7%.在此 条件下进行了 3 种不同组合的混合溶液的脱硝实验, 得到以下结论,其对应的 3 种不同吸收剂的脱硝效 率分别达到 38%、51%和 56%左右,且随着 NOx 体积 分数的增加,脱硝总效率增大.这说明尿素对 NOx的 去除效率要好于碳酸氢铵对 NOx 的去除效率.加入 2,000×10 -6 SO2 后,其脱硝效率可提高 5%,说明 SO2 与 NOx在同一系统中具有协调促效作用. 参考文献: [1] Goo J H,Irfan M F,Kim S D,et al. Effects of NO2 and SO2 on selective catalytic reduction of nitrogen ox- ides by ammonia[J]. Chemosphere,2007,67(4): 718-723. [2] 吴碧君,刘晓勤,王述刚,等. 烟气脱硝工艺及其化 学反应机理[J]. 电力环境保护,2006,22(2):29-31. Wu Bijun,Liu Xiaoqin,Wang Shugang,et al. 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