淺述以NH3為還原劑的SNCR脫硝效率的影響因素

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:眾所周知NOX會對環(huán)境和人體健康造成極大的傷害，NOX是NO、NO2、N2O等物質(zhì)的總稱，隨著氮氧化物排放政策的日益嚴格，燃煤電廠作為排放大戶首當(dāng)其沖必須嚴格執(zhí)行國家節(jié)能環(huán)保政策。根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標準》的相關(guān)規(guī)定，火力發(fā)電鍋爐NOx排放濃度執(zhí)行100mg/Nm3的標準，超潔凈排放機組執(zhí)行50mg/Nm3的標準。目前成熟的燃煤電廠氮氧化物控制技術(shù)主要包括燃燒中脫硝技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)，其中燃燒中脫硝技術(shù)是低氮燃燒技術(shù)（LNB），煙氣脫硝技術(shù)包括SCR選擇性催化還原脫硝工藝、SNCR選擇性非催化還原脫硝工藝和SNCR/SCR聯(lián)用技術(shù)等，本文淺述以NH3為還原劑的SNCR脫硝效率的影響因素。

關(guān)鍵字：SNCR;影響因素

1前言

SNCR系統(tǒng)一般流程為經(jīng)超級吸氨器將液氨稀釋為20%濃度的氨水存放于氨水罐內(nèi)，氨水輸送泵將20%濃度的氨水送至稀釋計量分配模塊、稀釋水泵將除鹽水送至稀釋計量分配模塊，通過調(diào)門調(diào)節(jié)流量后稀釋為5%濃度的氨水送至各噴槍噴入爐膛，高溫下氨水與爐膛內(nèi)煙氣中NOx反應(yīng)，達到降低脫硝入口NOx的目的，SNCR化學(xué)反應(yīng)原理如下。SNCR、SCR兩種技術(shù)反應(yīng)所在爐側(cè)位置如圖1所示。

NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)

2、SNCR脫硝效率的影響因素

2.1反應(yīng)區(qū)的溫度

SNCR還原NO的反應(yīng)對于溫度條件非常敏感，溫度范圍的選擇是SNCR還原NO效率高低的關(guān)鍵。在低于800℃時，SNCR反應(yīng)很慢，脫硝效率低，還原劑NH3逃逸率較大，對設(shè)備造成腐蝕，同時容易生成硫酸氫氨，對空預(yù)器造成堵塞。如果反應(yīng)區(qū)溫度過高，還原劑NH3容易與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生NO，如果溫度過高，出口NO有可能不降反升。

如圖2所示在900℃之前區(qū)域氮氧化物隨著反應(yīng)區(qū)溫度的增高逐漸降低，之后處于較低水平一段區(qū)間后逐步增大，考慮到火電廠負荷、燃燒等因素的影響一般取850～1150℃區(qū)間內(nèi)氮氧化物濃度較低這段溫度窗口。華潤電力登封有限公司#4機組根據(jù)實際情況采取500MW到600MW之間負荷段投入SNCR系統(tǒng)。

2.2還原劑在最佳溫度窗口的停留時間

還原劑NH3在最佳溫度窗口的停留時間對脫硝效率的影響也是比較明顯，停留時間較短，反應(yīng)物接觸時間不充分，保證不了充分的反應(yīng)過程，還原效果較低，時間越長，去除NOx的效果越好，在較長的停留時間內(nèi)，NH3與NOx有充分的接觸時間，從而進行充分的反應(yīng)，NH3的停留時間超過1s則可以出現(xiàn)最佳NOx脫除率。

2.3、NH3/NO摩爾比

脫硝效率的影響因素NH3/NO摩爾比對氮氧化物的還原率影響也是比較明顯的，在實際反應(yīng)過程中當(dāng)摩爾比大于1時才能達到較理想的NOx還原率，但是過大，雖然有利于NOx還原率增大，但氨逃逸加大會產(chǎn)生負面效應(yīng)，如設(shè)備腐蝕和空預(yù)器堵塞等等，同時還增加了設(shè)備成本及運輸費用。

2.4氧量

風(fēng)量的大小對火電廠爐膛內(nèi)燃燒有較大影響，在反應(yīng)區(qū)大量的O2使NH3與O2的接觸機會增多，從而促進了NH3氧化反應(yīng)的進行，產(chǎn)生氮氧化物，使脫硝效率降低，同時氧量的增大，燃燒區(qū)域生成的氮氧化物相應(yīng)增多，使SNCR入口反應(yīng)物濃度增大，對還原劑NH3需求量相應(yīng)增大，增加成本。因此從氧量對于NO還原率的影響來看，氧量越小越有利于NO的還原。

2.5、CO濃度

CO含量增大，最佳脫硝溫度往低溫方向移動，同時最佳脫硝反應(yīng)溫度下的脫硝率下降。固定反應(yīng)溫度下隨著CO濃度的增加，出口NOX隨之增加。因此，CO濃度太高會導(dǎo)致脫硝率的下降。

2.6、SNCR系統(tǒng)設(shè)備的投運情況

當(dāng)SNCR系統(tǒng)噴槍霧化不好，或者局部還原劑NH3過于集中或分散，將在爐膛內(nèi)產(chǎn)生還原場不均，對于整體的系統(tǒng)脫硝效率不利，在實際系統(tǒng)投運過程中，適當(dāng)注意噴槍冷卻風(fēng)禁止停運，以防止噴槍燒壞產(chǎn)生局部缺氨，噴槍驅(qū)動動氣源和氨水霧化氣源，隨噴槍一起投退，氣源壓力不正常時禁止向爐內(nèi)噴氨水，以防止氨水霧化不足流至水冷壁，腐蝕受熱管壁，未達到還原氮氧化物的效果，還對設(shè)備造成損害。

3總述

爐側(cè)SNCR脫硝效率的影響因素有反應(yīng)區(qū)的溫度、還原劑在最佳溫度窗口的停留時間、NH3/NO摩爾比、氧量、CO濃度、SNCR系統(tǒng)設(shè)備的投運情況等等，實際運行中要結(jié)合電廠具體情況，采取合適的運行參數(shù)，達到降低氮氧化物的目的，同時滿足脫硝效率和SNCR系統(tǒng)氨逃逸等參數(shù)，SNCR投入后應(yīng)定期對比空預(yù)器煙氣側(cè)差壓變化，防止局部氨逃逸造成空預(yù)器堵塞。

參考文獻

[1]華潤電力登封有限公司2×600MW機組煙氣超低排放改造配套SNCR改造工程SNCR系統(tǒng)操作介紹手冊.浙江融智能源科技有限公司，2016.

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