生活垃圾焚燒既能發(fā)電，又能實(shí)現(xiàn)90%以上的減容，因而成為城市生活垃圾處理的方向及發(fā)展趨勢。近年來在國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵下，我國垃圾焚燒發(fā)電廠數(shù)量和處理規(guī)模逐年增加，各大中城市都在陸續(xù)新上垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目。
我國生活垃圾水分含量普遍較高且成分復(fù)雜，這對焚燒后的煙氣凈化工藝提出了更嚴(yán)苛的要求。目前國內(nèi)主流的垃圾焚燒煙氣脫硝工藝為選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）。SNCR脫硝技術(shù)相對于SCR技術(shù)而言，投資及運(yùn)營成本相對低廉，故應(yīng)用更為廣泛。在垃圾焚燒過程中，由于爐膛煙溫不均、溫度窗狹窄以及反應(yīng)停留時間短等因素都嚴(yán)重制約了SNCR 脫硝效率，同時易引發(fā)較高的氨逃逸。 本文以氨氣為還原劑，重點(diǎn)分析不同溫度、一氧化氮起始質(zhì)量濃度、氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)及氨氮摩爾比等因素對SNCR脫硝效率以及氨逃逸的影響程度。
1、反應(yīng)溫度對脫硝效率和氨逃逸的影響
SNCR脫硝反應(yīng)在特定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行：溫度過低，則反應(yīng)緩慢，還原劑不能完全反應(yīng)且會造成“氨穿透”，氨逃逸率增大脫硝效率降低；溫度過高，則還原劑易被氧化，從而會生成更多的NOx。有研究結(jié)果表明：最佳脫硝反應(yīng)溫度為952℃，在827～1027℃，氨氮摩爾比為1:1時，效率達(dá)到80%。在750～950℃，氨逃逸逐步下降，其中：在800℃以下時，氨逃逸相對較大；而隨著溫度繼續(xù)升高，當(dāng)還原反應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)時，氨逃逸迅速下降；在950℃時，氨逃逸降至最低值； 在950～1100℃，氨逃逸幾乎不變，由于此時氧化反應(yīng)占主導(dǎo)作用，脫硝效率則逐漸下降。
2、一氧化氮起始質(zhì)量濃度對其出口質(zhì)量濃度及脫硝效率的影響
當(dāng)氨氮摩爾比、煙氣流量維持不變，反應(yīng)溫度為900℃時，隨著一氧化氮起始質(zhì)量濃度的增加，脫硝效率升高；同時，一氧化氮出口質(zhì)量濃度增幅并不明顯。由于反應(yīng)達(dá)到平衡時，其一氧化氮質(zhì)量濃度就是最低的一氧化氮出口質(zhì)量濃度，當(dāng)氨氮摩爾比維持不變時，一氧化氮起始質(zhì)量濃度的改變并不會打破原先的平衡狀態(tài)。
3、氨氮摩爾比對氨逃逸及脫硝效率的影響
隨著氨氮摩爾比的增加，脫硝效率會有一定程度的提高。但當(dāng)還原劑過量時，運(yùn)營成本以及氨逃逸也會增加。
4、氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)對于氨逃逸及脫硝效率的影響
從脫硝機(jī)理可知，氧氣對于脫硝反應(yīng)起著關(guān)鍵作用。脫硝反應(yīng)不會在缺氧條件下發(fā)生。隨著氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，氨逃逸及脫硝效率都有不同程度的下降，由于脫硝反應(yīng)是氧化反應(yīng)及還原反應(yīng)共同作用的結(jié)果，氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，加快了氧化及還原反應(yīng)速度，使溫度窗逐步降低。由于氧化反應(yīng)對于氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高更加敏感，致使反應(yīng)在較低溫度下就可進(jìn)行，故脫硝效率隨之降低。