脱硝考试题及答案

脱硝考试题及答案

一、填空题（每题3分，共30分）1.脱硝系统中常用的还原剂有液氨、尿素和氨水。答案解析：在脱硝过程中，这三种物质都能与氮氧化物发生反应，将其还原为氮气和水，是常见且有效的还原剂。液氨还原性强，但具有一定危险性；尿素相对安全，使用也较为广泛；氨水则介于两者之间。2.选择性催化还原法（SCR）脱硝的反应温度一般控制在320-420℃。答案解析：这个温度区间是催化剂活性的最佳范围。温度过低，催化剂活性不足，反应速度慢，脱硝效率低；温度过高，催化剂可能会发生烧结等现象，影响其使用寿命和性能。3.脱硝催化剂的主要成分通常包含二氧化钛（TiO₂）、五氧化二钒（V₂O₅）和三氧化钨（WO₃）。答案解析：二氧化钛是催化剂的载体，为反应提供较大的比表面积；五氧化二钒是主要的活性成分，能促进氮氧化物的还原反应；三氧化钨可以提高催化剂的热稳定性和抗中毒能力。4.氨逃逸是指在脱硝过程中，未参与反应而随烟气排出的氨的含量。答案解析：氨逃逸过高不仅会造成氨的浪费，增加运行成本，还会与烟气中的二氧化硫等反应生成硫酸氢铵等物质，造成空气预热器堵塞、腐蚀等问题。5.脱硝系统中，稀释风机的作用是将液氨或尿素热解产生的氨气稀释到安全浓度，一般稀释到5%以下。答案解析：将氨气稀释到5%以下是为了防止氨气在输送和使用过程中形成爆炸性混合物，保障系统的安全运行。6.SCR脱硝装置一般布置在锅炉省煤器与空气预热器之间。答案解析：这个位置的烟气温度正好处于SCR反应的最佳温度区间，能够保证催化剂的活性，使脱硝反应高效进行。7.尿素热解制氨的化学方程式为CO(NH₂)₂→NH₃+HNCO，HNCO+H₂O→NH₃+CO₂。答案解析：尿素在加热条件下首先分解为氨气和异氰酸（HNCO），异氰酸再与水反应进一步生成氨气和二氧化碳，通过这两步反应将尿素转化为脱硝所需的氨气。8.脱硝系统的主要控制参数有喷氨量、反应温度、氨逃逸率等。答案解析：喷氨量直接影响脱硝效率和氨逃逸率，需要根据烟气中氮氧化物的含量进行精确控制；反应温度影响催化剂的活性；氨逃逸率则反映了脱硝系统的运行效果和安全性。9.为了监测脱硝系统的运行效果，需要安装氮氧化物分析仪和氨逃逸分析仪等设备。答案解析：氮氧化物分析仪用于实时监测烟气中氮氧化物的浓度，判断脱硝效率；氨逃逸分析仪则用于监测未反应的氨气含量，确保系统安全稳定运行。10.脱硝系统停运后，需要对催化剂进行吹扫，以防止积灰影响催化剂性能。答案解析：吹扫可以清除催化剂表面的灰尘和杂质，保持催化剂的活性和透气性，延长其使用寿命。二、选择题（每题3分，共30分）1.以下哪种不是常见的脱硝工艺？（）A.SCRB.SNCRC.FGDD.臭氧氧化法答案：C答案解析：SCR（选择性催化还原法）和SNCR（选择性非催化还原法）是目前应用最广泛的脱硝工艺；臭氧氧化法也是一种有效的脱硝技术；而FGD是烟气脱硫工艺，不是脱硝工艺。2.SCR脱硝反应中，氨气与氮氧化物反应的化学计量比理论上为（）。A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1答案：A答案解析：在SCR脱硝反应中，氨气（NH₃）与氮氧化物（NOₓ，通常以NO为主）反应的化学方程式为4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O，从化学计量关系来看，氨气与氮氧化物的反应比例为1:1。3.脱硝催化剂中毒的主要原因不包括（）。A.碱金属中毒B.重金属中毒C.二氧化硫中毒D.氧气中毒答案：D答案解析：碱金属（如钠、钾等）和重金属（如砷、铅等）会与催化剂表面的活性成分发生反应，覆盖活性位点，导致催化剂中毒；二氧化硫会与氨气反应生成硫酸氢铵等物质，附着在催化剂表面，影响其性能；而氧气是SCR反应的必要反应物之一，不会导致催化剂中毒。4.下列关于氨逃逸的说法，错误的是（）。A.氨逃逸会导致空气预热器堵塞B.氨逃逸会增加运行成本C.氨逃逸率越高，脱硝效率越好D.控制氨逃逸可以减少对环境的污染答案：C答案解析：氨逃逸会使硫酸氢铵等物质在空气预热器表面沉积，造成堵塞；未反应的氨气是一种浪费，会增加运行成本；氨逃逸会导致氨气排放到大气中，造成环境污染；而氨逃逸率高说明喷入的氨气没有充分参与反应，并不意味着脱硝效率好，反而可能是脱硝系统运行不佳的表现。5.尿素热解制氨系统中，热解炉的温度一般控制在（）。A.300-400℃B.400-600℃C.600-800℃D.800-1000℃答案：B答案解析：400-600℃的温度范围能够保证尿素充分热解生成氨气，温度过低尿素热解不完全，温度过高则会增加能耗和设备成本。6.脱硝系统中，喷氨格栅的作用是（）。A.均匀分配氨气B.提高氨气浓度C.降低反应温度D.增加烟气流量答案：A答案解析：喷氨格栅的主要作用是将氨气均匀地喷射到烟气中，使氨气与氮氧化物充分混合，提高脱硝反应的效率。7.当脱硝系统的反应温度低于最佳温度区间时，下列说法正确的是（）。A.脱硝效率提高B.氨逃逸率降低C.催化剂活性降低D.反应速度加快答案：C答案解析：反应温度低于最佳温度区间时，催化剂的活性会降低，导致反应速度减慢，脱硝效率下降；同时，由于反应不完全，氨逃逸率可能会升高。8.下列哪种物质对脱硝催化剂的活性影响最大？（）A.灰尘B.二氧化硫C.碱金属D.氧气答案：C答案解析：碱金属会与催化剂表面的活性成分发生化学反应，使催化剂中毒，严重影响其活性；灰尘主要是物理性地覆盖催化剂表面，影响其透气性；二氧化硫会与氨气反应生成硫酸氢铵等物质，对催化剂有一定影响，但相对碱金属来说较小；氧气是反应的必要反应物，对催化剂活性没有负面影响。9.脱硝系统运行过程中，若发现氨逃逸率突然升高，可能的原因是（）。A.喷氨量减少B.反应温度升高C.催化剂失活D.烟气流量减小答案：C答案解析：催化剂失活会导致氨气与氮氧化物的反应不完全，从而使氨逃逸率升高；喷氨量减少会使氨逃逸率降低；反应温度升高在一定范围内会提高反应效率，降低氨逃逸率；烟气流量减小对氨逃逸率的影响较小。10.为了保证脱硝系统的安全运行，液氨储存罐周围应设置（）。A.防火堤B.围堰C.防护栏D.遮阳棚答案：B答案解析：围堰可以在液氨储存罐发生泄漏时，防止液氨扩散，起到收集和控制泄漏液氨的作用，保障周围环境和人员的安全；防火堤主要用于防止火灾蔓延；防护栏主要是起到隔离和防护作用；遮阳棚主要是为了防止阳光直射，降低液氨储存罐的温度。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述SCR脱硝的工作原理。答：SCR脱硝即选择性催化还原法脱硝。在含有氮氧化物的烟气中喷入氨气作为还原剂，在催化剂的作用下，氨气优先与氮氧化物发生还原反应。具体来说，在合适的温度（一般为320-420℃）下，氨气（NH₃）与烟气中的氮氧化物（主要是NO和NO₂）发生化学反应。对于NO，反应方程式为4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O；对于NO₂，反应方程式为8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O。通过这些反应，将氮氧化物还原为无害的氮气（N₂）和水（H₂O），从而达到去除烟气中氮氧化物的目的。2.分析氨逃逸过高的危害及解决措施。答：危害方面：-增加运行成本：未反应的氨气是一种浪费，需要额外消耗更多的还原剂，增加了脱硝系统的运行成本。-设备堵塞和腐蚀：氨逃逸后会与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸氢铵等物质，这些物质具有粘性，会附着在空气预热器等设备表面，造成设备堵塞，影响其正常运行；同时，硫酸氢铵还具有腐蚀性，会对设备造成腐蚀，缩短设备使用寿命。-环境污染：氨气排放到大气中会造成环境污染，形成酸雨等危害。解决措施方面：-精确控制喷氨量：根据烟气中氮氧化物的含量和变化情况，通过自动化控制系统精确调整喷氨量，避免喷氨过多。-检查和维护催化剂：定期检查催化剂的活性和磨损情况，及时更换失活或损坏的催化剂，保证催化剂的性能。-优化喷氨格栅：确保喷氨格栅的喷嘴畅通，且氨气能够均匀地喷射到烟气中，提高氨气与氮氧化物的混合效果。-加强运行监测：实时监测氨逃逸率，当发现氨逃逸率异常时，及时采取调整措施。四、论述题（20分）论述脱硝系统在火电厂节能减排中的重要作用及面临的挑战。答：在火电厂节能减排中，脱硝系统有着至关重要的作用。作用方面：-减少污染物排放：火电厂燃烧煤炭等化石燃料会产生大量的氮氧化物，这些氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾等环境问题的主要污染物之一。脱硝系统能够将烟气中的氮氧化物转化为氮气和水，有效降低氮氧化物的排放浓度，减少对大气环境的污染，保护生态环境和人类健康。-符合环保要求：随着国家对环保要求的不断提高，火电厂必须严格控制污染物排放。安装和运行脱硝系统是火电厂满足环保标准的必要措施，有助于火电厂合法合规运营，避免因环保不达标而面临的处罚。-提高能源利用效率：脱硝系统的运行可以优化火电厂的燃烧过程和烟气处理流程。例如，SCR脱硝装置布置在合适的位置，能够利用烟气的余热进行反应，在一定程度上提高了能源的利用效率，减少了能源浪费。面临的挑战方面：-运行成本高：脱硝系统的建设和运行需要大量的资金投入。例如，购买催化剂、还原剂等设备和材料需要花费高额费用；同时，系统运行过程中的能耗、设备维护等成本也较高，这给火电厂带来了较大的经济压力。-催化剂问题：催化剂是SCR脱硝系统的核心部件，但催化剂容易受到中毒、磨损等问题的影响。碱金属、重金属等物质会使催化剂中毒，降低其活性；烟气中的灰尘会对催化剂造成磨损，缩短其使用寿命。而且催化剂的更换成本较高，增加了运行成本。-氨逃逸控制难度大：氨逃逸过高会带来一系列危害，如设备堵塞、腐蚀和环境污染等。但在实际运行中，要精确控制喷氨量以保证氨逃逸率在合理范围内是比较困难的。因为烟气中氮氧化物的含量会随着机组负荷、煤质等因素的变化而变化，需要实时调整喷氨量，对控制系统的要求较高。-与其他系统的兼容性：脱硝系统