選択的非触媒還元
選択的非触媒還元（SNCR ）は、バイオマス、廃棄物、石炭を燃焼する従来型の発電所における窒素酸化物排出量を削減する方法です。このプロセスでは、ボイラーの火室において、排気ガス温度が1,400～2,000 °F（760～1,090 °C）の場所にアンモニアまたは尿素を注入し、燃焼プロセスで生成された窒素酸化物と反応させます。この化学酸化還元反応の結果、分子状窒素（N 2）、二酸化炭素（CO 2）、および水（H 2 O）が生成されます。[ 1 ]
有害なNOxから無害なN2への変換は、次の簡略化された式で表されます。[ 2 ]
- 4 NO + 4 NH 3 + O 2 → 4 N 2 + 6 H 2 O
尿素を使用すると、まず尿素をアンモニアに変換する前反応が起こります。
- NH 2 CONH 2 + H 2 O → 2 NH 3 + CO 2
尿素は固体なので、より危険なアンモニア(NH 3 ) よりも取り扱いや保管が容易であり、反応物として好まれます。
この反応が効果を発揮するには、特定の温度範囲（通常は1,400～2,000°F（760～1,090°C））で十分な反応時間が必要です。これより低い温度では、NOとアンモニアは反応しません。反応しなかったアンモニアはアンモニアスリップと呼ばれ、望ましくありません。なぜなら、アンモニアは三酸化硫黄（SO 3 ）などの他の燃焼種と反応してアンモニウム塩を形成する可能性があるからです。[ 3 ]
1093℃以上の温度ではアンモニアは酸化します。
- 4 NH 3 + 5 O 2 -> 4 NO + 6 H 2 O
その場合、NO は除去されるのではなく生成されます。
さらに複雑なのは混合です。一般的に、反応容器の中央ではNOが多く生成され、壁面付近では少なくなります。これは、壁面が中央よりも温度が低いためです。したがって、より多くのアンモニアが中央に流れ込み、壁面付近では少なくなる必要があります。そうでなければ、中央のNOは還元に必要なアンモニアと十分に反応せず、壁面付近の過剰なアンモニアは漏れ出てしまいます。
理論上は選択的無触媒還元法は選択的触媒還元法（SCR）と同等の約90%の効率を達成できますが、温度、時間、混合といった現実的な制約により、実際にはSCRよりも悪い結果になることがよくあります。しかしながら、選択的無触媒還元法は触媒コストがかからないため、選択的触媒還元法よりも経済的な利点があります。
参考文献
- ^ John L. Sorrels、David D. Randall、Carrie Richardson Fry、Karen S. Schaffner (2019). 「選択的非触媒還元」（PDF） .
- ^ Duo et al., 1992 Can. J. Chem. Eng, 70 , 1014-1020.
- ^バブコック・アンド・ウィルコックス社 (2005).蒸気：その生成と利用. バブコック・アンド・ウィルコックス社. pp. 34– 13. ISBN 0-9634570-1-2。
外部リンク
参照
