添加生物质气化气选择性自动催化还原技术王启志，卢银盛，郭浩然，苏俊伟能源学院刘辉1 研究目的选择性非催化还原（SNCR）技术是一种低成本的电站锅炉烟气脱氮技术，该技术在900—1100℃范围内才能保证较高的脱硝效率。本创新性实验计划项目提出以生物质气化气为 SNCR 反应的添加剂，提高低温条件下的 SNCR 脱硝反应效率，同时实现了可再生的生物质资源的利用。2 研制背景燃煤电站锅炉产生的氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一，氮氧化物除了形成酸雨，破坏生态环境，还能形成光化学烟雾，直接危害人类健康。2004 年全国氮氧化物排放总量达到 1600 万吨，火电机组排放量约占一半。本作品以生物质气化气为 SNCR 反应的添加剂，利用丰富的可以再生的生物质资源实现提高 SNCR 技术的脱硝率，旨在发展一种煤粉锅炉高效、低成本的低 NOx 排放方法。典型的 SNCR 系统如图 1，本项目提出的以生物质气化气为添加剂的 SACR 技术系统图见图2，本项目提出的脱硝系统，不需要催化剂，系统简单可靠，低成本，高脱硝率，便于实施，同时利用丰富的生物质资源，而生物质气化技术相对成熟，技术风险低。图 1 SNCR 工艺原理示意图图 2 添加生物质气化气 SACR 原理示意图3 研究内容及研究方案本项目通过试验研究和化学反应动力学计算来认识 CH4、H2、CO 等成分单独与共同作用下的 SNCR 脱硝反应机理，为生物质气化气为添加剂的 SNCR 技术提供理论依据。3.1 试验装置和试验方法试验在携带流反应器上进行，试验系统见图 3，包括模拟烟气配气系统、反应系统和烟气成分分析系统三部分。利用气瓶气通过质量流量计控制反应气体的组成，配气系统送出两股气流，一股主气流包含 N2、O2和 NO，另一股气流包含 NH3和添加剂。这两股气流在反应系统的预热段被加热至反应温度，然后在反应段的入口开始混合反应。反应段长30cm，内径 5 cm，反应段的温度分布见图 4。在反应段的出口，通过油冷的取样枪将反应NH3 和添加剂NOO2N2质量流量计控制器烟 气 分析仪r排空预 热段反 应段取 样枪后的气体引出，保证反应气体在取样过程中不发生反应。NO、 NH3、CO 和 CH4的浓度通过 FTIR 在线连续测量，O2 的浓度通过电化学的方法测量。图 3 试验系统示意图图 4 反应段温度分布3.2 反应机理的选择利用 CHEMKIN4.1 软件中 PLUG 模块，采用目前描述 SNCR 反应应用较多的 AA 机理和 Miller 等[3]的 GAD98-M99 反应机理，对 ...
