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选择性非催化还原(SNCR)技术通过氨还原剂直接喷入高温烟气，将氮氧化物(NOx)还原成N2和H2O，是目前垃圾焚烧电站控制NOx排放最主要的手段之一。但工业实际中，因SNCR脱硝受温度窗口和还原剂与烟气混合效果的限制，脱硝效果根本无法满足日益严苛的排放标准。本文基于含氧化合物类添加剂能一定程度拓宽温度窗口，及生物油富含各种含氧化合物角度考虑，在高温管式炉上实验研究了生物油强化SNCR脱硝潜力。在垃圾焚烧烟气氛围下，进行了添加生物油及其模化物对尿素SNCR脱硝特性及机理研究与总结。另外，以实际垃圾炉排炉为案例，进行了生物油实际工业作用效果的建模分析和工业流程设计，旨在探索以生物油作为工业SNCR添加剂的技术工艺，为垃圾焚烧电站SNCR技术应用提供参考。
本文首先研究了温度、添加比例、氨氮当量比及氧浓度对生物油强化尿素SNCR脱硝特性(脱硝效率、温度窗口、最佳脱硝效率等)及CO排放的影响。实验结果表明：在尿素溶液中添加生物油能使SNCR温度窗口向低温移动，同时拓宽温度窗口。生物油添加比例β=5wt%时，最佳脱硝温度窗口由210.25℃(944.04℃~1154.29℃)拓宽为262.43℃(881.93℃~1144.36℃)。在700℃~900℃范围内，β=10wt%时，脱硝效率平均提升达21%。SNCR过程中CO排放随着生物油添加比例的增加而增加，但温度在800℃、氧浓度在4%以上时，基本无CO排放。
考虑到垃圾焚烧实际烟气氛围中飞灰的影响，依次研究了垃圾焚烧飞灰对尿素晶体热解、尿素溶液氧化、生物油分解及生物油强化SNCR脱硝反应的影响。飞灰对尿素晶体热解及生物油分解影响不明显，但其对高温下尿素溶液的氧化反应有较明显的促进作用，这主要是因为垃圾焚烧飞灰中活性成分CaO、Fe2O3等对尿素氧化反应产生了催化作用。同时，在飞灰存在的情况下，添加生物油的SNCR脱硝效率有所下降。
通过添加三种典型生物油模化物(乙酸、苯酚和糠醛)的尿素SNCR脱硝实验发现：三种模化物对SNCR脱硝影响趋势一致，都在900℃以下促进SNCR脱硝，而高温下降低脱硝效率，但因分解特性差异，影响程度不尽相同。综合温度窗口、最佳脱硝效率来看，乙酸相对苯酚和糠醛的强化脱硝效果更加突出。生物油强化脱硝可看成多种含氧化合物对SNCR反应同时作用，其核心作用机理为：使反应氛围中产生了大量的OH，在900℃以下温度范围内强化了NH3及HNCO还原NO的反应。
结合光大环保公司自主研发500t/d垃圾焚烧炉排炉设计及运行参数，对生物油强化尿素SNCR脱硝技术进行了工艺建模分析与工业流程设计。分析结果表明：该炉型最大出力工况下，在尿素溶液中添加15~20wt%生物油，可将实际SNCR脱硝效率提升约10~15%。基于实验室高温炉实验及建模分析结果，设计了工业技术路线：在尿素溶液送入SNCR喷枪前，按一定比例将生物油均匀混入后，通过高压空气雾化，将添加了生物油的尿素混合液喷入炉内900℃以下区域，发挥生物油强化脱硝作用。
本文首先研究了温度、添加比例、氨氮当量比及氧浓度对生物油强化尿素SNCR脱硝特性(脱硝效率、温度窗口、最佳脱硝效率等)及CO排放的影响。实验结果表明：在尿素溶液中添加生物油能使SNCR温度窗口向低温移动，同时拓宽温度窗口。生物油添加比例β=5wt%时，最佳脱硝温度窗口由210.25℃(944.04℃~1154.29℃)拓宽为262.43℃(881.93℃~1144.36℃)。在700℃~900℃范围内，β=10wt%时，脱硝效率平均提升达21%。SNCR过程中CO排放随着生物油添加比例的增加而增加，但温度在800℃、氧浓度在4%以上时，基本无CO排放。
考虑到垃圾焚烧实际烟气氛围中飞灰的影响，依次研究了垃圾焚烧飞灰对尿素晶体热解、尿素溶液氧化、生物油分解及生物油强化SNCR脱硝反应的影响。飞灰对尿素晶体热解及生物油分解影响不明显，但其对高温下尿素溶液的氧化反应有较明显的促进作用，这主要是因为垃圾焚烧飞灰中活性成分CaO、Fe2O3等对尿素氧化反应产生了催化作用。同时，在飞灰存在的情况下，添加生物油的SNCR脱硝效率有所下降。
通过添加三种典型生物油模化物(乙酸、苯酚和糠醛)的尿素SNCR脱硝实验发现：三种模化物对SNCR脱硝影响趋势一致，都在900℃以下促进SNCR脱硝，而高温下降低脱硝效率，但因分解特性差异，影响程度不尽相同。综合温度窗口、最佳脱硝效率来看，乙酸相对苯酚和糠醛的强化脱硝效果更加突出。生物油强化脱硝可看成多种含氧化合物对SNCR反应同时作用，其核心作用机理为：使反应氛围中产生了大量的OH，在900℃以下温度范围内强化了NH3及HNCO还原NO的反应。
结合光大环保公司自主研发500t/d垃圾焚烧炉排炉设计及运行参数，对生物油强化尿素SNCR脱硝技术进行了工艺建模分析与工业流程设计。分析结果表明：该炉型最大出力工况下，在尿素溶液中添加15~20wt%生物油，可将实际SNCR脱硝效率提升约10~15%。基于实验室高温炉实验及建模分析结果，设计了工业技术路线：在尿素溶液送入SNCR喷枪前，按一定比例将生物油均匀混入后，通过高压空气雾化，将添加了生物油的尿素混合液喷入炉内900℃以下区域，发挥生物油强化脱硝作用。