脱硝喷枪:
实际运用过程中,脱硝的还原剂一般都是含氮的物质,包括氨、尿素、各种铵盐(醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等),其它的氮还原剂如异氰酸和联氨也有被应用。现在国内外对脱硝还原剂的研究主要集中在氨(包括各种铵盐)、尿素和异氰酸等三种。研究的结果表明,对于这三类的脱硝还原剂,其化学反应原理上是有差异的。目前,以氨和尿素的使用为广泛,氨作为脱硝还原剂,是早的一种脱硝还原剂。但后来美国电力研究院发展出使用尿素作为还原剂的脱硝技术,使用得比氨更加广泛,而且应用在更大型的锅炉机组上面。
1 SNCR脱硝工程还原剂的比较研究
首先是氨或者叫液氨,阿摩尼亚,分子式NH3。气氨相对密度0.588,液氨相对密度0.617,沸点-33.33℃。氨有特异的刺激性气味,容易溶于水。高毒,对皮肤、黏膜和眼睛有腐蚀性。可燃,爆炸极限为16%~25%。必须储存于阴凉、通风良好的专用库房。且远离热源、火源,与其它化学物品隔离储运,设备都要接地线。大量储存需要在建设、消防有关部门登记,获得许可。氨是重要的化工原料,也是重要的化肥生产原料。其中氮含量达到82%,是价格的化肥,当然也就是廉价的脱硝还原剂。
除了价格上的优势,其作为脱硝还原剂使用的优点是作为气体喷入炉膛,其还原反应原理如下。它不会造成炉内受热面湿壁、腐蚀,对炉内温度场、速度场的影响也小。而储存则作为液氨的形式储存,储罐容积小。缺点是氨气有毒、可燃、可爆,储存和使用的防护要求高。储存需要特制的高压储罐,输运管道也需要特别处理:蒸发吸热、溶解放热都会对管道造成一定的损害,一般需要加热设备且防水。但由于氨气喷入高温炉膛内动量较小,一般很难跟烟气充分混合,所以脱硝一般不选择液氨或氨气直接喷入炉膛。
其次是氨水。氨水,即氨的水溶液,又称氢氧化铵,分子式NH3?H2O。常温下溶解度为29%,工业用氨水通常为20%或25%浓度,氨气容易挥发逸出,有强烈的氨的刺激性气味。腐蚀性强,对铜及其各种合金的腐蚀性强,对铁、水泥及木材亦有一定的腐蚀性。氨水又一定的毒性,因此,储运、使用时有一定的操作要求,但性要求比液氨来说要小的多。储存、输送和处理都比液氨简单,这个是它的优点。缺点是由于含有大量的稀释水,储存、输送系统比氨系统要庞大;而喷射刚性、穿透能力比氨气喷射好。但在挥发性上仍然比尿素溶液大,应用在墙式喷射器的时候仍然难以深入炉膛深处,因此也限制了其在大型锅炉上的应用。氨水的还原NO的化学原理与液氨相同,氨水的脱硝反应温度窗口比尿素偏低50~100℃左右,在低温区有较好的效果