SNCR脫硝技術(shù)典型案例01SNCR技術(shù)SNCR即為選擇性非催化還原法，是一種經(jīng)濟實用的NOx脫除技術(shù)，其原理是以NH3、尿素等作為還原劑，在注入到鍋爐之前霧化或者注入到鍋爐中靠爐內(nèi)的熱量蒸發(fā)霧化。在適宜的溫度范圍內(nèi)，氣相的氨或者尿素就會分解為自由基NH3和NH2，在特定的溫度和氧存在的條件下，還原劑與NOx的反應(yīng)優(yōu)于于其他反應(yīng)而進(jìn)行。還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗口，對本方法的脫硝效率有較大影響。02SNCR的反應(yīng)機理SNCR是一種不用催化劑，在850-1100℃范圍內(nèi)還原NOx的方法。SNCR技術(shù)是把還原劑如氨、尿素噴入爐膛溫度為850-1100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐進(jìn)行改造實現(xiàn)。SNCR反應(yīng)物貯存和操作系統(tǒng)與SCR系統(tǒng)是相似的，但它所需的氨和尿素的量比SCR工藝要高。在爐膛850-1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)，在無催化劑作用下，氨或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx，基本上不與煙氣中的O2反應(yīng)，主要反應(yīng)為：氨為還原劑：NH3+NOx→N2+H20尿素為還原劑：CO(NH2)2→2NH2+CONH2+NOx→N2+H20CO+NOx→N2+CO2當(dāng)溫度過高時，超過反應(yīng)溫度窗口時。SNCR系統(tǒng)的加壓站宜采用立式多級泵，并應(yīng)有備用泵；浙江脫硝規(guī)格尺寸
根據(jù)流場計算及實測煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)平均停留時間將大致大于1S，而旋風(fēng)分離器內(nèi)溫度基本不變化，還原劑在合適溫度區(qū)間內(nèi)停留時間將超過1S，超過比較好反應(yīng)停留時間，已經(jīng)足夠讓其充分反應(yīng)。除了需要反應(yīng)時間外，還需要脫硝還原劑與煙氣的充分混合。CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器中，氣流的流場比較復(fù)雜，有分離器入口的轉(zhuǎn)向和加速、主氣流沿著分離器內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向等。隨著固相的分離，氣體也貼壁旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中有回流區(qū)形成、為氣相的擴散和混合創(chuàng)造了非常好的條件。氣相在旋風(fēng)分離器中的強烈混合，對噴氨脫硝反應(yīng)非常有利。在CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器內(nèi)，還原劑與煙氣將得到非常好的混合，有利于提高脫硝效率。根據(jù)SNCR法的NOx脫除效率影響因素，從利于提高脫硝效率方面考慮，還原劑噴射點選擇在為旋風(fēng)分離器入口。綜合上述：采用SNCR脫硝技術(shù)，對該項目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小，不影響機組運行的安全，不需要進(jìn)行針對性設(shè)備改造；SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比，具有工程實施較為簡單易行，投資及運行成本低，占地面積少，建設(shè)工期短；該項目CFB鍋爐機組滿負(fù)荷燃用褐煤時，原始NOx排放濃度比較高約為240mg/Nm3。新標(biāo)準(zhǔn)脫硝規(guī)格尺寸氧含量的大小是脫硝效率的一個重要指標(biāo)；
SCR（SelectiveCatalyticReduction）——選擇性催化還原法脫硝技術(shù)是目前國際上應(yīng)用**為***的煙氣脫硝技術(shù)，在日本、歐洲、美國等國家地區(qū)的大多數(shù)電廠中基本都應(yīng)用此技術(shù)，它沒有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且脫除效率高（可達(dá)90%以上），運行可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點。SCR技術(shù)原理為：在催化劑作用下，向溫度約280～420℃的煙氣中噴入氨，將NOX還原成N2和H2O。NH3與煙氣均勻混合后一起通過一個填充了催化劑(如V2O5-TiO2)的反應(yīng)器，NOx與NH3在其中發(fā)生還原反應(yīng)，生成N2和H2O。反應(yīng)器中的催化劑分上下多層(一般為3—4層)有序放置。該方法存在以下問題：催化劑的時效和煙氣中殘留的氨。為了增加催化劑的活性，應(yīng)在SCR前加高校除塵器。殘留的氨與SO2反應(yīng)生成(NH4)2SO4，NH4HSO4很容易對空氣預(yù)熱器進(jìn)行粘污，對空氣預(yù)熱器影響很大。在布置SCR的位置是我們應(yīng)多反面考慮該問題。
氨就會被氧化成NOx：NH3+O2→NOx+H20SNCR工藝的NOx脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3和NOx的化學(xué)計量比、混合程度、反應(yīng)時間等。研究表明SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要，**佳反應(yīng)溫度是950℃，若溫度過低，NH3的反應(yīng)不完全，容易造成NH3泄漏；而溫度過高，NH3則容易被氧化為NOx，抵消了NH3的脫除效率。溫度過高或過低都會導(dǎo)致還原劑的損失和NOx脫除率下降。通常涉及合理的SNCR工藝能達(dá)到30%-70%的脫除效率，80%的效率也有文獻(xiàn)報道。03SNCR脫硝效率的影響因素1.溫度范圍NOx的還原反應(yīng)發(fā)生在一特定的溫度范圍內(nèi)（**佳的反應(yīng)溫度850℃-1100℃）。2.合適的溫度范圍內(nèi)可以停留的時間停留時間：指反應(yīng)物在反應(yīng)器內(nèi)停留的總時間；在此時間內(nèi)，NH3、尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發(fā)、還原劑的分解和NOx的還原等步驟必須完成；停留時間的大小取決于鍋爐的氣路的尺寸和煙氣流經(jīng)鍋爐氣路的氣速；SNCR系統(tǒng)中，停留時間一般為～10s。3.反應(yīng)劑和煙氣混合的程度混合程度：要發(fā)生還原反應(yīng)，還原劑必須與煙氣分散和混合均勻；混合程度取決于鍋爐的形狀與氣流通過鍋爐的方式。（化學(xué)當(dāng)量比）5.未控制的NOx濃度水平6.氣氛。壓縮空氣的使用會影響窯爐的工作溫度，應(yīng)得到嚴(yán)格控制；
一、NO、脫除效率脫硝效率是脫硝系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一。在實際工程中通過反應(yīng)器進(jìn)出口的N0x分析儀表測量N0x的濃度，經(jīng)DCS控制系統(tǒng)計算比較后將信號反饋給氨流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥根據(jù)反饋信號來控制噴入煙道中的氨量，從而保證設(shè)計的脫硝效率。二、氨逃逸率SCR系統(tǒng)在正常運行時，噴入反應(yīng)器內(nèi)的氨不能100%地與N0,進(jìn)行反應(yīng)，未參加化學(xué)反應(yīng)的氨會隨煙氣或飛灰從反應(yīng)器的出口被帶入下游的空氣預(yù)熱器，這種現(xiàn)象稱為氨的逃逸。通常所說的氨逃逸率是指反應(yīng)器出口煙氣中氨的濃度(ppm)，轉(zhuǎn)換成6%氧量、標(biāo)態(tài)、干基的數(shù)值。氨逃逸率也是脫硝系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一。在實際工程中氨的逃逸量可以用氨的分析儀在反應(yīng)器的出口測量得出，也可以通過脫硝效率經(jīng)DCS控制系統(tǒng)計算得到。通常氨逃逸率越小越好，因為煙氣中殘余的NH3會與SO3反應(yīng)生成NH4HS03，這是一種很粘的物質(zhì)，附著在空氣預(yù)熱器表面，影響空氣預(yù)熱器的效率。另外多余的NH3進(jìn)入大氣，也是對空氣的污染。高含塵量布置的SCR系統(tǒng)氨的逃逸率一般小于5ppm。三、煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的空間速度空間速度是SCR的一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，它是煙氣體積流量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的濕煙氣)與SCR反應(yīng)塔中催化劑體積的比值。脫硝系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入精細(xì)化、數(shù)據(jù)化、全自動化階段；化工廠脫硝設(shè)計
低氮燃燒有控制燃燒氣氛、使用低氮燃燒器、控制燃燒溫度等手段；浙江脫硝規(guī)格尺寸
鍋爐燃用低熱值高灰分燃料，尾部灰濃度遠(yuǎn)高于煤粉鍋爐，會造成SCR反應(yīng)器催化劑磨損嚴(yán)重、使用壽命降低，將使運行費用增加較大；省煤器后煙溫較煤粉爐低，設(shè)計310℃左右為SCR脫硝反應(yīng)的溫度下限，不利于SCR反應(yīng)器提高脫硝效率；由于催化劑的加入會將SO2氧化為SO3并與逃逸氨反應(yīng)生成硫酸氨和硫酸氫銨，易造成空預(yù)器積灰堵塞和腐蝕且系統(tǒng)阻力增加較大，影響機組運行安全。鑒于以上因素，不考慮采用SCR或者SNCR+SCR聯(lián)合脫硝工藝。脫硝工藝的選擇：煙氣脫硝技術(shù)比較（福建地區(qū)）SNCR適用于CFB機組，首先其爐膛出口溫度一般在850~1000℃區(qū)間內(nèi)，在SNCR工藝高效“溫度窗”內(nèi)；其次燃燒后煙氣分三股分別經(jīng)過分離器，在分離器內(nèi)劇烈混合且停留時間超過，為SNCR工藝提供了天然的優(yōu)良反應(yīng)器；***由于CFB燃燒技術(shù)是一種低NOX燃燒技術(shù)，CFB鍋爐出口NOX濃度較低，再通過SNCR工藝，可確保出口濃度達(dá)到環(huán)保要求；此外SNCR工藝投資和運行費用都低于SCR工藝，工業(yè)試驗和國外運行經(jīng)驗均表明SNCR系統(tǒng)用于CFB鍋爐，設(shè)計合理可達(dá)50%以上脫硝效率，氨逃逸可低于8ppm。綜合比較認(rèn)為：采用SNCR脫硝技術(shù)，對該項目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小。浙江脫硝規(guī)格尺寸
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