选择性催化还原脱硝(SCR)对粉煤灰性能的影响研究

我国火电厂基本完成脱硝改造，其中选择性催化还原脱硝（SCR）技术占据主体。脱硝粉煤灰在工程中应用逐渐增多，其在水泥混凝土中作为矿物掺合料使用时，发现了搅拌过程有异常氨味、水泥凝结时间延长、混凝土强度下降等实际工程问题，甚至还会出现粉煤灰自身挥发出氨味或pH异常下降等现象。因此，研究SCR脱硝对粉煤灰性能的影响十分必要。本文以脱硝粉煤灰的实际工程问题为出发点，从脱硝粉煤灰主要基本性质、NH3含量检测、矿物掺合料性能三个方面研究脱硝对粉煤灰性能与应用的影响。
　　论文选取与粉煤灰作为矿物掺合料最为相关的化学性质、矿物组成、颗粒形貌和细度作为主要基本性质，通过对比研究脱硝前后粉煤灰的基本性质、脱硝粉煤灰基本性质与已有统计数据间的差异来探究SCR脱硝对粉煤灰基本性质的影响规律和原理。研究表明：脱硝粉煤灰主要基本性质的变化规律为：不同灰样 NH3含量差异较大，SO3含量偏大；pH降低，超细灰降低显著；同时比表面积变小，粒径整体变大；矿物组成中检测出了硫酸氢铵晶体，而颗粒形貌影响较小。与已有统计数据相比，脱硝粉煤灰的NH3和SO3含量异常，其他主要基本性质在统计范围中。论文对NH3含量和 pH异常的原因进行了实验分析，研究表明脱硝粉煤灰中 NH3主要来源于累积在粉煤灰中且分布不均匀的脱硝副产物硫铵盐，且硫铵盐的强酸性是导致脱硝粉煤灰pH异常的主要原因。
　　目前粉煤灰 NH3释放量检测尚无标准方法，本文通过优化改进蒸馏滴定法、纳氏试剂分光光度法（酒石酸钾钠掩蔽）和纳氏试剂分光光度法（酒石酸钾钠掩蔽+蒸馏）3种NH3释放量的测试方案，对比3种测试方法的操作便捷性及实验结果的精密度和准确性，确定了纳氏试剂分光光度法（酒石酸钾钠掩蔽）操作较为快捷，结果精确性良好，是粉煤灰NH3含量最佳的检测方法。
　　论文对比脱硝与未脱硝粉煤灰作水泥掺合料的主要性能（需水性、水泥凝结时间、砂浆强度、水泥净浆流动度），并测试了模拟脱硝粉煤灰作水泥掺合料的主要性能，探究SCR脱硝对粉煤灰作水泥掺合料主要性能的影响规律。研究表面，正常脱硝与未脱硝粉煤灰作水泥掺合料主要性能差异较小，而当模拟脱硝粉煤灰中NH4HSO4或（NH4）2SO4的掺量超过了2％时，脱硝对粉煤灰作水泥掺合料主要性能的影响将加重，粉煤灰中硫铵盐含量应限制在2%以内，NH3含量应限制在0.1%以内。