脫硝考試題及答案

一、填空題（每題3分，共30分）1.脫硝系統(tǒng)中常用的還原劑有液氨、尿素和氨水。答案解析：在脫硝過程中，這三種物質(zhì)都能與氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，將其還原為氮?dú)夂退浅Ｒ娗矣行У倪€原劑。液氨還原性強(qiáng)，但具有一定危險(xiǎn)性；尿素相對(duì)安全，使用也較為廣泛；氨水則介于兩者之間。2.選擇性催化還原法（SCR）脫硝的反應(yīng)溫度一般控制在320-420℃。答案解析：這個(gè)溫度區(qū)間是催化劑活性的最佳范圍。溫度過低，催化劑活性不足，反應(yīng)速度慢，脫硝效率低；溫度過高，催化劑可能會(huì)發(fā)生燒結(jié)等現(xiàn)象，影響其使用壽命和性能。3.脫硝催化劑的主要成分通常包含二氧化鈦（TiO?）、五氧化二釩（V?O?）和三氧化鎢（WO?）。答案解析：二氧化鈦是催化劑的載體，為反應(yīng)提供較大的比表面積；五氧化二釩是主要的活性成分，能促進(jìn)氮氧化物的還原反應(yīng)；三氧化鎢可以提高催化劑的熱穩(wěn)定性和抗中毒能力。4.氨逃逸是指在脫硝過程中，未參與反應(yīng)而隨煙氣排出的氨的含量。答案解析：氨逃逸過高不僅會(huì)造成氨的浪費(fèi)，增加運(yùn)行成本，還會(huì)與煙氣中的二氧化硫等反應(yīng)生成硫酸氫銨等物質(zhì)，造成空氣預(yù)熱器堵塞、腐蝕等問題。5.脫硝系統(tǒng)中，稀釋風(fēng)機(jī)的作用是將液氨或尿素?zé)峤猱a(chǎn)生的氨氣稀釋到安全濃度，一般稀釋到5%以下。答案解析：將氨氣稀釋到5%以下是為了防止氨氣在輸送和使用過程中形成爆炸性混合物，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。6.SCR脫硝裝置一般布置在鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間。答案解析：這個(gè)位置的煙氣溫度正好處于SCR反應(yīng)的最佳溫度區(qū)間，能夠保證催化劑的活性，使脫硝反應(yīng)高效進(jìn)行。7.尿素?zé)峤庵瓢钡幕瘜W(xué)方程式為CO(NH?)?→NH?+HNCO，HNCO+H?O→NH?+CO?。答案解析：尿素在加熱條件下首先分解為氨氣和異氰酸（HNCO），異氰酸再與水反應(yīng)進(jìn)一步生成氨氣和二氧化碳，通過這兩步反應(yīng)將尿素轉(zhuǎn)化為脫硝所需的氨氣。8.脫硝系統(tǒng)的主要控制參數(shù)有噴氨量、反應(yīng)溫度、氨逃逸率等。答案解析：噴氨量直接影響脫硝效率和氨逃逸率，需要根據(jù)煙氣中氮氧化物的含量進(jìn)行精確控制；反應(yīng)溫度影響催化劑的活性；氨逃逸率則反映了脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行效果和安全性。9.為了監(jiān)測(cè)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行效果，需要安裝氮氧化物分析儀和氨逃逸分析儀等設(shè)備。答案解析：氮氧化物分析儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣中氮氧化物的濃度，判斷脫硝效率；氨逃逸分析儀則用于監(jiān)測(cè)未反應(yīng)的氨氣含量，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。10.脫硝系統(tǒng)停運(yùn)后，需要對(duì)催化劑進(jìn)行吹掃，以防止積灰影響催化劑性能。答案解析：吹掃可以清除催化劑表面的灰塵和雜質(zhì)，保持催化劑的活性和透氣性，延長(zhǎng)其使用壽命。二、選擇題（每題3分，共30分）1.以下哪種不是常見的脫硝工藝？（）A.SCRB.SNCRC.FGDD.臭氧氧化法答案：C答案解析：SCR（選擇性催化還原法）和SNCR（選擇性非催化還原法）是目前應(yīng)用最廣泛的脫硝工藝；臭氧氧化法也是一種有效的脫硝技術(shù)；而FGD是煙氣脫硫工藝，不是脫硝工藝。2.SCR脫硝反應(yīng)中，氨氣與氮氧化物反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比理論上為（）。A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1答案：A答案解析：在SCR脫硝反應(yīng)中，氨氣（NH?）與氮氧化物（NO?，通常以NO為主）反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH?+4NO+O?→4N?+6H?O，從化學(xué)計(jì)量關(guān)系來看，氨氣與氮氧化物的反應(yīng)比例為1:1。3.脫硝催化劑中毒的主要原因不包括（）。A.堿金屬中毒B.重金屬中毒C.二氧化硫中毒D.氧氣中毒答案：D答案解析：堿金屬（如鈉、鉀等）和重金屬（如砷、鉛等）會(huì)與催化劑表面的活性成分發(fā)生反應(yīng)，覆蓋活性位點(diǎn)，導(dǎo)致催化劑中毒；二氧化硫會(huì)與氨氣反應(yīng)生成硫酸氫銨等物質(zhì)，附著在催化劑表面，影響其性能；而氧氣是SCR反應(yīng)的必要反應(yīng)物之一，不會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。4.下列關(guān)于氨逃逸的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.氨逃逸會(huì)導(dǎo)致空氣預(yù)熱器堵塞B.氨逃逸會(huì)增加運(yùn)行成本C.氨逃逸率越高，脫硝效率越好D.控制氨逃逸可以減少對(duì)環(huán)境的污染答案：C答案解析：氨逃逸會(huì)使硫酸氫銨等物質(zhì)在空氣預(yù)熱器表面沉積，造成堵塞；未反應(yīng)的氨氣是一種浪費(fèi)，會(huì)增加運(yùn)行成本；氨逃逸會(huì)導(dǎo)致氨氣排放到大氣中，造成環(huán)境污染；而氨逃逸率高說明噴入的氨氣沒有充分參與反應(yīng)，并不意味著脫硝效率好，反而可能是脫硝系統(tǒng)運(yùn)行不佳的表現(xiàn)。5.尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)中，熱解爐的溫度一般控制在（）。A.300-400℃B.400-600℃C.600-800℃D.800-1000℃答案：B答案解析：400-600℃的溫度范圍能夠保證尿素充分熱解生成氨氣，溫度過低尿素?zé)峤獠煌耆瑴囟冗^高則會(huì)增加能耗和設(shè)備成本。6.脫硝系統(tǒng)中，噴氨格柵的作用是（）。A.均勻分配氨氣B.提高氨氣濃度C.降低反應(yīng)溫度D.增加煙氣流量答案：A答案解析：噴氨格柵的主要作用是將氨氣均勻地噴射到煙氣中，使氨氣與氮氧化物充分混合，提高脫硝反應(yīng)的效率。7.當(dāng)脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)溫度低于最佳溫度區(qū)間時(shí)，下列說法正確的是（）。A.脫硝效率提高B.氨逃逸率降低C.催化劑活性降低D.反應(yīng)速度加快答案：C答案解析：反應(yīng)溫度低于最佳溫度區(qū)間時(shí)，催化劑的活性會(huì)降低，導(dǎo)致反應(yīng)速度減慢，脫硝效率下降；同時(shí)，由于反應(yīng)不完全，氨逃逸率可能會(huì)升高。8.下列哪種物質(zhì)對(duì)脫硝催化劑的活性影響最大？（）A.灰塵B.二氧化硫C.堿金屬D.氧氣答案：C答案解析：堿金屬會(huì)與催化劑表面的活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使催化劑中毒，嚴(yán)重影響其活性；灰塵主要是物理性地覆蓋催化劑表面，影響其透氣性；二氧化硫會(huì)與氨氣反應(yīng)生成硫酸氫銨等物質(zhì)，對(duì)催化劑有一定影響，但相對(duì)堿金屬來說較??；氧氣是反應(yīng)的必要反應(yīng)物，對(duì)催化劑活性沒有負(fù)面影響。9.脫硝系統(tǒng)運(yùn)行過程中，若發(fā)現(xiàn)氨逃逸率突然升高，可能的原因是（）。A.噴氨量減少B.反應(yīng)溫度升高C.催化劑失活D.煙氣流量減小答案：C答案解析：催化劑失活會(huì)導(dǎo)致氨氣與氮氧化物的反應(yīng)不完全，從而使氨逃逸率升高；噴氨量減少會(huì)使氨逃逸率降低；反應(yīng)溫度升高在一定范圍內(nèi)會(huì)提高反應(yīng)效率，降低氨逃逸率；煙氣流量減小對(duì)氨逃逸率的影響較小。10.為了保證脫硝系統(tǒng)的安全運(yùn)行，液氨儲(chǔ)存罐周圍應(yīng)設(shè)置（）。A.防火堤B.圍堰C.防護(hù)欄D.遮陽棚答案：B答案解析：圍堰可以在液氨儲(chǔ)存罐發(fā)生泄漏時(shí)，防止液氨擴(kuò)散，起到收集和控制泄漏液氨的作用，保障周圍環(huán)境和人員的安全；防火堤主要用于防止火災(zāi)蔓延；防護(hù)欄主要是起到隔離和防護(hù)作用；遮陽棚主要是為了防止陽光直射，降低液氨儲(chǔ)存罐的溫度。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述SCR脫硝的工作原理。答：SCR脫硝即選擇性催化還原法脫硝。在含有氮氧化物的煙氣中噴入氨氣作為還原劑，在催化劑的作用下，氨氣優(yōu)先與氮氧化物發(fā)生還原反應(yīng)。具體來說，在合適的溫度（一般為320-420℃）下，氨氣（NH?）與煙氣中的氮氧化物（主要是NO和NO?）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。對(duì)于NO，反應(yīng)方程式為4NH?+4NO+O?→4N?+6H?O；對(duì)于NO?，反應(yīng)方程式為8NH?+6NO?→7N?+12H?O。通過這些反應(yīng)，將氮氧化物還原為無害的氮?dú)猓∟?）和水（H?O），從而達(dá)到去除煙氣中氮氧化物的目的。2.分析氨逃逸過高的危害及解決措施。答：危害方面：-增加運(yùn)行成本：未反應(yīng)的氨氣是一種浪費(fèi)，需要額外消耗更多的還原劑，增加了脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本。-設(shè)備堵塞和腐蝕：氨逃逸后會(huì)與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成硫酸氫銨等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有粘性，會(huì)附著在空氣預(yù)熱器等設(shè)備表面，造成設(shè)備堵塞，影響其正常運(yùn)行；同時(shí)，硫酸氫銨還具有腐蝕性，會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。-環(huán)境污染：氨氣排放到大氣中會(huì)造成環(huán)境污染，形成酸雨等危害。解決措施方面：-精確控制噴氨量：根據(jù)煙氣中氮氧化物的含量和變化情況，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)精確調(diào)整噴氨量，避免噴氨過多。-檢查和維護(hù)催化劑：定期檢查催化劑的活性和磨損情況，及時(shí)更換失活或損壞的催化劑，保證催化劑的性能。-優(yōu)化噴氨格柵：確保噴氨格柵的噴嘴暢通，且氨氣能夠均勻地噴射到煙氣中，提高氨氣與氮氧化物的混合效果。-加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氨逃逸率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氨逃逸率異常時(shí)，及時(shí)采取調(diào)整措施。四、論述題（20分）論述脫硝系統(tǒng)在火電廠節(jié)能減排中的重要作用及面臨的挑戰(zhàn)。答：在火電廠節(jié)能減排中，脫硝系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。作用方面：-減少污染物排放：火電廠燃燒煤炭等化石燃料會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物，這些氮氧化物是形成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題的主要污染物之一。脫硝系統(tǒng)能夠?qū)煔庵械牡趸镛D(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?，有效降低氮氧化物的排放濃度，減少對(duì)大氣環(huán)境的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康。-符合環(huán)保要求：隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，火電廠必須嚴(yán)格控制污染物排放。安裝和運(yùn)行脫硝系統(tǒng)是火電廠滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的必要措施，有助于火電廠合法合規(guī)運(yùn)營(yíng)，避免因環(huán)保不達(dá)標(biāo)而面臨的處罰。-提高能源利用效率：脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行可以優(yōu)化火電廠的燃燒過程和煙氣處理流程。例如，SCR脫硝裝置布置在合適的位置，能夠利用煙氣的余熱進(jìn)行反應(yīng)，在一定程度上提高了能源的利用效率，減少了能源浪費(fèi)。面臨的挑戰(zhàn)方面：-運(yùn)行成本高：脫硝系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行需要大量的資金投入。例如，購買催化劑、還原劑等設(shè)備和材料需要花費(fèi)高額費(fèi)用；同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中的能耗、設(shè)備維護(hù)等成本也較高，這給火電廠帶來了較大的經(jīng)濟(jì)壓力。-催化劑問題：催化劑是SCR脫硝系統(tǒng)的核心部件，但催化劑容易受到中毒、磨損等問題的影響。堿金屬、重金屬等物質(zhì)會(huì)使催化劑中毒，降低其活性；煙氣中的灰塵會(huì)對(duì)催化劑造成磨損，縮短其使用壽命。而且催化劑的更換成本較高，增加了運(yùn)行成本。-氨逃逸控制難度大：氨逃逸過高會(huì)帶來一系列危害，如設(shè)備堵塞、腐蝕和環(huán)境污染等。但在實(shí)際運(yùn)行中，要精確控制噴氨量以保證氨逃逸率在合理范圍內(nèi)是比較困難的。因?yàn)闊煔庵械趸锏暮繒?huì)隨著機(jī)組負(fù)荷、煤質(zhì)等因素的變化而變化，需要實(shí)時(shí)調(diào)整噴氨量，對(duì)控制系統(tǒng)的要求較高。-與其他系統(tǒng)的兼容性：脫硝系統(tǒng)