NOx)在水中和氮氣中被有效地還原為氮。將氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)引入發生還原的非均相催化劑上游的煙道氣中。根據煙氣中的灰塵量,酸性氣體組分的類型和濃度,SCR過程通常在300至400°C的溫度范圍內運行。由于其轉化效率和緩沖能力高,SCR催化劑后的NH3逃逸通常非常低,例如在1ppm或更低的范圍內。恒定工藝條件下的滑移增加是催化劑活性降低的精確指標。在SNCR工藝中,通常將氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)引入熱燃燒區中的煙道氣中,其中NOx的還原是自發進行的。根據所用還原劑的類型,SNCR工藝通常在800至950°C的溫度范圍內運行。在低于**佳溫度的溫度下,反應速率太慢,導致NOx的低效率降低和氨泄漏過高。在**佳溫度以上,氨氧化成NOx的過程變得非常高,并且該過程傾向于產生NOx而不是減少它。由于燃燒過程通常在溫度分布和煙道氣組成方面顯示出快速和***的變化,因此SNCR脫硝過程的效率強烈依賴于反應區中的溫度和NOx分布。在反應區后面的恒定NOx水平下,NH3逃逸是目前反應條件的強烈指標。脫硝分為SCR和SNCR等多種工藝;無組織排放脫硝圖片
SNCR脫硝技術典型案例01SNCR技術SNCR即為選擇性非催化還原法,是一種經濟實用的NOx脫除技術,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的熱量蒸發霧化。在適宜的溫度范圍內,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的反應優于于其他反應而進行。還原劑有不同的反應溫度范圍,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的反應機理SNCR是一種不用催化劑,在850-1100℃范圍內還原NOx的方法。SNCR技術是把還原劑如氨、尿素噴入爐膛溫度為850-1100℃的區域,該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進行SNCR反應生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應器,可通過對鍋爐進行改造實現。SNCR反應物貯存和操作系統與SCR系統是相似的,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,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,主要反應為: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當溫度過高時,超過反應溫度窗口時。低含量脫硝型號脫硝噴槍應防止高溫燒蝕,增加護管和通入冷卻空氣是較好的辦法;
SNCR脫硝技術SNCR脫硝技術即選擇性非催化還原(SelectiveNon-CatalyticReduction,以下簡寫為SNCR)技術,是一種不用催化劑,在850~1100℃的溫度范圍內,將含氨基的還原劑(如氨水,尿素溶液等)噴入爐內,將煙氣中的NOx還原脫除,生成氮氣和水的清潔脫硝技術。在合適的溫度區域,且氨水作為還原劑時,其反應方程式為:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(1)然而,當溫度過高時,也會發生如下副反應:4NH3+5O2→4NO+6H2O(2)SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為30%~80%,受鍋爐結構尺寸影響很大。采用SNCR技術,目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。SNCR脫硝原理SNCR技術脫硝原理為:在850~1100℃范圍內,NH3或尿素還原NOx的主要反應為:NH3為還原劑:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O尿素為還原劑:NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2OSNCR脫硝系統組成:SNCR(噴氨)系統主要由卸氨系統、罐區、加壓泵及其控制系統、混合系統、分配與調節系統、噴霧系統等組成。SNCR系統煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成:接收和儲存還原劑;在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑;還原劑的計量輸出、與水混合稀釋;還原劑與煙氣混合進行脫硝反應。SNCR脫硝工藝流程如圖(二)所示。
使液滴更容易穿透爐膛進入煙氣流。(NSR)氨氮摩爾比NSR即反應中氨與NO的摩爾比值,按照SNCR反應式,還原1molNO需要1mol氨或。但實際運行中噴入還原劑的量要比此值高,根據脫硝實驗表明,當NSR小于,NOx的脫除效率會隨著NSR值的增加而***增加,同時有效溫度區域范圍會擴大。但是當NSR大于,隨著NSR值的逐漸提升,NOx的脫除效率增加并不明顯,NSR過大則會引起氨逃逸量增大,氨耗量升高。為提高脫硝效率、減少氨耗量和降低氨逃逸,SNCR的NSR值一般控制在。4、工程應用實例以某熱電廠490t/h循環流化床鍋爐實際運用情況為例,該發電機組采用氨水SNCR脫硝裝置,在左右旋風分離器位置各設置從上到下4層噴射裝置,每層內外側各1套噴射裝置,共16套噴射裝置。經過一段時間運行后,業主反饋脫硝效率降低、氨耗量增加和氨逃逸提高等一系列問題。通過現場分析,對SNCR脫硝進行如下性能優化調試:1)控制燃燒溫度,調節旋風分離器入口煙溫為920-950℃;2)檢查噴槍的霧化效果(適當提升霧化氣體壓力)、清理噴嘴的堵塞、更換磨損噴嘴以及調整噴槍的插入深度(噴槍噴嘴與外管向爐外微縮數毫米)。3)檢查氨水濃度和配比溶度,控制氨氮摩爾比在;4)通過現場試驗比較。SCR脫硝工藝的反應溫度取決于催化劑的性能,一般在170~400℃之間;
目前SCR脫硝催化劑的研究熱點之一是過渡金屬負載或者離子交換的微孔分子篩催化劑,該催化劑一般以Cu或者Fe為活性組分。Cu基分子篩催化劑具有良好的低溫催化能力;Fe基分子篩催化劑能在高溫下保持較高的NOx轉化率;過渡金屬氧化物CeO2因良好的氧化還原能力和強烈的金屬間相互作用,在催化劑上的應用前景也相當廣闊。唐劍驍等以等體積浸漬法為基礎,探究微波干燥和普通干燥制得負載型Cu基分子篩催化劑M-4Cu-ZSM-5和4Cu-ZSM-5的脫硝活性。研究結果表明,銅的引入對ZSM分子篩的脫硝活性有明顯的提升作用;M-4Cu-ZSM-5催化劑在低于200℃時顯示比4Cu-ZSM-5略高的脫硝活性。黃增斌等分別以β、ZSM-5和USY分子篩為載體,采用浸漬法制備了錳鈰催化劑,并對催化劑的低溫脫硝性能進行了測試。實驗結果表明,3種分子篩負載的錳鈰催化劑均有較好的低溫活性,其中Mn-Ce/USY催化劑在107℃時NOx轉化率能達到90%。活性組分MnOx主要以無定型態分布于催化劑表面,催化劑表面弱酸對反應起主要作用。Zhao等分別以ZSM-5、SAPO-34為載體,制備了Cu-Mn雙金屬分子篩催化劑Cu-Mn/ZSM-5、Cu-Mn/SAPO-34。實驗結果表明,當Cu/Mn比為3∶2時。精細脫硝工藝有助于降低氨水消耗、降低氨逃逸;低含量脫硝型號
一般采用氨水、液氨、尿素、臭氧等作為還原劑;無組織排放脫硝圖片
不影響機組運行的安全,不需要進行針對性設備改造。SNCR脫硝技術與SCR脫硝技術相比,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,建設工期短,氮氧化物排放可達到環保要求。根據滿足布置要求,投資成本經濟合理,本工程推薦采用SNCR工藝。2、SNCR脫硝系統還原劑的選擇:SNCR脫硝系統還原劑有液氨、氨水、尿素三種。1)液氨:優點:噴入爐膛后會迅速揮發成氣體,不會造成爐內受熱面濕壁、腐蝕;缺點:氨氣有毒、可燃、可爆,儲存的安全防護要求高,需相關消防安全部門審批才能大量儲存、使用;采用液氨的SNCR相對而言系統比較復雜,初期投資費用高,運行維護費用高,管道損失大,液氨泄漏事故頻繁發生,從安全方面考慮,建議不采用液氨作為還原劑;2)氨水:優點:噴射剛性、穿透力比氨氣噴射高;缺點:氨水惡臭、揮發性和腐蝕性強,有一定的操作安全要求,由于含大量的稀釋水,儲存、輸送系統復雜;3)尿素:采取一般的工業、農業用尿素作為還原劑,其含氮量在46%以上,其運輸、儲存、輸送都無需特殊的安全防護措施。尿素作為主要的工業、農用物資,其較大生產規模的廠家在福建省就有三明化工廠、福建富寶騰達化工有限公司等企業。無組織排放脫硝圖片
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