循环流化床喷射混合还原剂的脱硝反应试验研究 论文

循环流化床技术是当前燃煤电站和工业锅炉中的主要清洁煤燃烧技术之一。其中，脱硝技术是降低燃煤燃烧过程中氮氧化物（NOx）排放的关键环节。本研究主要关注了循环流化床喷射混合还原剂的脱硝反应试验，重点在于利用工业副产品，如煤气化合成气作为添加剂，分析其对脱硝效率的影响。研究指出大气污染形势日趋严峻，控制NOx排放的相关环保标准也日益严格。选择性非催化还原技术（SNCR）能有效降低NOx排放，但其在流化床中的脱硝效率受到反应温度窗口的限制。通常情况下，SNCR技术最佳反应温度在850℃至1100℃之间，但在此温度区间内的脱硝效率受限。当添加氢气（H2）、碳氢化合物（如CH4）和一氧化碳（CO）作为添加剂时，可以拓宽SNCR的反应温度窗口，促使低温下的脱硝反应得以进行。在本研究中，着重探讨了将合成气与氨水构成的混合还原剂在循环流化床热态试验系统中的应用。通过对比分析，研究了混合还原剂与单独使用氨水作为还原剂在不同反应温度、添加剂浓度、喷射位置等因素下对脱硝效果的影响。研究发现，合成气能提高氨还原剂在低温下的选择性，降低氨氮摩尔比（NSR），从而有效提升脱硝效率。具体来说，当合成气喷射至分离器前温度较低的烟气时，脱硝效率可以显著提高。同时，合成气与氨水独立喷射的混合方式比预混后喷射的方式更能表现出相互协同作用，合成气的加入有助于增强氨还原剂的选择性。此外，研究还指出，在氨氮摩尔比较低的情况下，合成气的添加对NOx排放量影响不大；但在氨过量的情况下（氨氮摩尔比在44%至62%时），合成气的添加能够进一步降低NOx的排放量。在研究过程中，还关注了反应温度这一关键因素。实验结果表明，在低温条件下，混合还原剂可大幅提高脱硝效率。具体地，在SNCR反应已经失效的情况下，合成气的添加能够促使反应在较低温度下进行，从而降低NOx排放量。本研究提供了一种在循环流化床中利用合成气和氨水的混合还原剂来实现低温脱硝的新途径，这对于工业中降低NOx排放具有重要应用价值。研究成果不仅对现有技术有改进作用，还为未来在实际工程中广泛应用提供了理论和技术支持。