一、对脱硝反应的影响
1. 反应效率降低:
氨与NOx混合不均匀:氨水蒸发效果不好会导致氨气不能充分、均匀地与烟气中的氮氧化物(NOx)混合。在SCR反应中,氨(NH)与NOx需要在催化剂的作用下按照合适的比例进行反应,氨气分布不均匀会使部分NOx无法接触到足够的氨气进行还原反应。例如,在反应器的某些区域氨气浓度过低,NOx就不能被有效地转化为氮气(N)和水(HO),从而降低脱硝效率。
反应速率减慢:未完全蒸发的氨水溶液可能会在催化剂表面形成液滴或积液。这会阻碍NOx和氨气到达催化剂的活性位点,使反应速率减慢。同时,液滴中的氨分子扩散速度比气态氨分子慢,也会影响反应的及时进行,最终导致整体脱硝反应的效率降低。
2. 氨逃逸增加:由于蒸发不完全,部分氨气可能没有参与到与NOx的反应中。这些多余的氨气会随着烟气流出SCR反应器,造成氨逃逸现象。氨逃逸不仅会增加运行成本(因为氨气是反应剂,未反应的氨气被浪费),还可能在下游设备(如空气预热器)中引起一系列问题。例如,在空气预热器中,逃逸的氨气会与烟气中的三氧化硫(SO)反应生成硫酸铵((NH)SO)和硫酸氢铵(NHHSO),这些物质具有粘性,会沉积在空气预热器的换热面上,降低其换热效率,严重时甚至会堵塞换热通道。
二、对催化剂的影响
1. 催化剂失活风险增加:
堵塞催化剂孔道:不完全蒸发的氨水可能携带杂质或形成的液滴进入催化剂层,堵塞催化剂的孔道。催化剂的活性位点通常分布在其孔道内表面,孔道堵塞会阻止NOx和氨气到达活性位点,使催化剂无法正常发挥作用,导致其活性下降。
导致催化剂中毒:如果氨水中含有杂质(如重金属离子等),在蒸发效果不好的情况下,这些杂质更容易在催化剂表面沉积,从而引起催化剂中毒。例如,碱金属离子(如钾、钠)可能会与催化剂中的活性成分发生化学反应,改变催化剂的化学结构,使催化剂失活。
三、对设备运行稳定性的影响
1. 腐蚀风险增大:在SCR系统中,未完全蒸发的氨水可能会使设备局部湿度增加。烟气中通常含有二氧化硫(SO)等酸性气体,在高湿度环境下,酸性气体更容易在设备表面形成酸液,从而增加设备的腐蚀风险。例如,SCR反应器的内壁、管道等部件可能会受到腐蚀,缩短设备的使用寿命,增加设备的维护成本。
2. 影响系统压力平衡:氨水蒸发不完全可能会改变烟气的物理性质,如密度、粘度等。这可能会影响烟气在SCR系统中的流动特性,导致系统内的压力分布发生变化。例如,在蒸发器出口附近,由于存在未蒸发的液滴或湿度较大的烟气,可能会造成局部压力波动,进而影响整个SCR系统的压力平衡,使系统运行不稳定。