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新澤技術:SCR反應活性的影響因素

日期:2020-03-17 信息來源:本站

SCR反應從機理上是多相催化反應,多相催化反應的反應步驟大體分為如下五步:(1)反應物分子隨著氣流運動,不斷地向催化劑表面及孔內擴散;(2)吸附在催化劑內表面;(3)和氣相分子發生反應;(4)反應產物離開催化劑內表面;(5)產物進入到孔隙中并隨著氣流逸散。反應物首先經過外擴散和內擴散的傳質過程,隨后在催化劑表面經過化學反應過程完成化學反應過程。傳質過程的速率,主要是由催化劑結構以及流體流型所決定;化學反應的速率,主要由催化劑的外觀結構、性質以及反應環境所決定。下面對影響SCR反應效率的主要影響因素進行簡要說明。
 
3.1 氣時空速對反應活性的影響
 
氣時空速一般是指單位體積的催化劑在單位時間內所處理的氣體量,反映了煙氣與催化劑表面的接觸時間。低空速會促進反應物分子NOx、NH3移動到催化劑的外部和孔隙中,這對脫硝反應的進行是非常有利的,但在一定程度上阻礙反應產物離開催化劑。高空速可以使反應產物能夠在更短的時間內離開催化劑,但會抑制反應物的吸附和孔隙內的運動,使脫硝反應速度降低。此外,低空速需要SCR系統中布置更大體積的催化劑,增加系統的成本投入。所以,在實際操作中,要從脫硝效率、脫硝總成本、功耗等多個角度進行全面的考量,選擇最合適的空速。
 
3.2 溫度對反應活性的影響
 
實際上,對應于不同煙氣組成和催化劑性質的SCR系統均存在一個最佳的反應溫度范圍。溫度過低時,氧化還原反應速率降低,系統的脫硝效率減小;在高溫環境下,催化劑可能出現燒結的現象,對脫硝效率造成負面影響。因此,SCR系統的最佳反應溫度應取決于煙氣組成和催化劑性質等因素。
 
3.3 氨氮比對反應活性的影響
 
氨氮比指的是參與反應的NH3和NOx物質的量的比值。在理想條件下,若二者比值為1,即無反應物殘留,全部轉變成N2和H2O。若氨氮比小于1,反應后還有部分Nox殘留,此時會影響到脫硝的效果。當氨氮比大于1時,過量的NH3會與煙氣中的氧氣、SO2、SO3等發生副反應,導致氨逃逸及脫硝效率的降低。因此,SCR系統的最佳氨氮比應在保證最佳脫硝效率的基礎上,有效控制NH3的逃逸量,依照現場測試結果進行確定。

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