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Urea-SCR烟气脱硝系统控制策略研究
摘要
本文主要研究了针对烟气中NOx进行脱除的一种技术——尿素选择性催化还原（urea-SCR）系统。针对这一系统，我们分析了其基本原理和主要的工作流程。同时，在研究的基础上，我们分析了系统的控制策略，主要着眼于如何控制尿素注入量、氨气产生量和催化器的工作温度。最后，我们总结了该系统的优缺点，并指出了未来发展的方向。
关键词：尿素选择性催化还原、烟气脱硝、控制策略、优缺点
Abstract
ThispapermainlystudiesatechnologyforremovingNOxfromfluegas-ureaselectivecatalyticreduction(urea-SCR)system.Forthissystem,weanalyzeditsbasicprincipleandthemainworkingprocess.Atthesametime,onthebasisofresearch,weanalyzedthecontrolstrategyofthesystem,focusingonhowtocontroltheureainjectionamount,theammoniaproductionamount,andtheworkingtemperatureofthecatalyst.Finally,wesummarizedtheadvantagesanddisadvantagesofthesystemandpointedoutthefuturedirectionofdevelopment.
Keywords:Ureaselectivecatalyticreduction,Fluegasdenitrification,Controlstrategy,Advantagesanddisadvantages
1.引言
尿素选择性催化还原技术是一种先进的烟气脱硝技术，具有高效、环保等特点，已成为国内外烟气脱硝技术发展的主流方向之一。本文主要着眼于尿素选择性催化还原系统的控制策略，为该系统的实际应用提供参考。
2.尿素选择性催化还原原理
尿素选择性催化还原是一种烟气脱硝技术，其基本原理是将尿素在氧化催化剂的作用下水解为NH3和CO2，随后，NH3和NOx在催化剂表面进行选择性催化还原反应，生成N2和H2O等无害物质，如下所示：
(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
3.尿素选择性催化还原系统工作流程
尿素选择性催化还原系统主要包括进气系统、喷射系统、反应器以及排放系统。工作流程如下所示：
进气系统：将烟气引入尿素选择性催化还原系统。
喷射系统：将尿素溶液喷入反应器中，通过烘炉使其水解为氨气和二氧化碳。
反应器：主要由催化剂组成，将NH3和NOx在催化剂表面上发生催化反应。
排放系统：将处理后的烟气排放至大气。
4.尿素选择性催化还原系统的控制策略
4.1尿素注入量控制
尿素注入量是直接影响烟气脱硝效率的因素之一。在实际操作中，尿素注入应根据烟气中NOx的实时浓度进行动态调整。通常情况下，当NOx浓度较低时，应适当减小尿素注入量，以节省成本；当NOx浓度较高时，则需要增加尿素注入量，以保证催化剂的工作效率。
4.2氨气产生量控制
催化剂表面NH3的浓度是影响尿素选择性催化还原反应速率和效率的重要因素。在实际应用中，应控制氨气的产生量，提高氨气浓度，以达到最佳催化效果。实际操作中，可以采用加热尿素溶液的方式提高其水解速率，从而增加氨气的产生量，达到烟气脱硝的效果。
4.3催化器温度控制
催化剂温度是影响尿素选择性催化还原反应率和效率的关键因素之一。在实际应用中，应根据气体流量、反应器长度、烘炉功率等参数，确定最佳的催化器温度控制范围。同时，应保证催化器表面温度均匀，避免因温度不均引起催化器表面局部反应失活，从而使催化剂的寿命得到保障。
5.尿素选择性催化还原系统的优缺点
5.1优点
尿素选择性催化还原技术具有以下优点：
（1）操作简单，控制方便。
（2）氮氧化物排放达到国际先进水平。
（3）氨基脲溶液安全可靠、使用成本低。
（4）可与其他污染治理设备相结合，构成完整的治理系统。
5.2缺点
尿素选择性催化还原技术也存在以下缺点：
（1）催化剂工作温度较高，能耗较大。
（2）催化剂寿命较短，需定期更换，维护成本较高。
6.未来发展方向
在尿素选择性催化还原技术发展的过程中，应加强对系统的控制策略研究，提高系统的运行效率和稳定性；优化催化剂性能，降低催化剂寿命成本；引入新的控制方法，例如模型预测控制、优化控制等，提高系统的控制精度和鲁棒性。
7.结论
本文从尿素选择性催化还原系统的控制策略入手，对该技术的原理、工作流程、控制策略进行了详细的分析。同