論SNCR脫硝技術(shù)的缺陷與解決措施

環(huán)保網(wǎng)訊:本文探討了SNCR脫硝技術(shù)氨逃逸的主要影響因素，并通過精準(zhǔn)的溫度選取及精細(xì)的自動控制將氨逃逸水平降至最低，從而解決了SNCR脫硝技術(shù)腐蝕設(shè)備的缺陷并降低了運(yùn)行成本等。

1前言

自2013年9月份國務(wù)院頒布的“大氣十條”以來，各省、市政府持續(xù)發(fā)力推動空氣質(zhì)量向好的方向前行。作為地處佛山的陶瓷行業(yè)而言，經(jīng)歷了最為嚴(yán)格的2014年度陶瓷行業(yè)廢氣綜合整治任務(wù)和近年持續(xù)不斷的各級環(huán)保督查，環(huán)保時刻保持高壓態(tài)勢。

2017年，佛山陶瓷行業(yè)氮氧化物污染物限額標(biāo)準(zhǔn)由180mg/m3降至100mg/m3，為能達(dá)標(biāo)，陶瓷企業(yè)大多引入了選擇性非催化還原(SNCR)煙氣脫硝技術(shù)。SNCR煙氣脫硝技術(shù)是成熟的經(jīng)濟(jì)的煙氣脫硝技術(shù)，具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、周期短等優(yōu)點(diǎn)，但存在氨逃逸二次污染及腐蝕設(shè)備等缺陷。因此，本文通過分析SNCR脫硝技術(shù)氨逃逸產(chǎn)生具體原因，并提出切實(shí)可行的措施加以控制，以減少氨逃逸二次污染、降低運(yùn)行成本及避免設(shè)備的腐蝕。

2SNCR脫硝技術(shù)氨逃逸產(chǎn)生原因分析

SNCR法是把含有NHX基的還原劑，噴入爐膛溫度為850~1100℃區(qū)域，該還原劑迅速熱分解為NH3，并與NOX進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2和H2O。目前主要采用氨或尿素作為還原劑，其化學(xué)反應(yīng)如下：

該法脫硝效率在30～80%不等，脫硝效率的低下將會直接影響氨逃逸的產(chǎn)生，且由于氨具有腐蝕性，過多的氨逃逸會腐蝕設(shè)備，因此，必須實(shí)時保證脫硝效率在高點(diǎn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，脫硝效率或氨逃逸主要與噴入點(diǎn)的煙氣溫度、自動控制水平有關(guān)。因此，通過CFD模擬，發(fā)現(xiàn)溫度對氨逃逸的影響如下圖：

上述模擬表明：當(dāng)溫度小于900℃時，氨逃逸隨著溫度的降低迅速增大;當(dāng)溫度大于900℃后，氨逃逸則迅速減少，并隨著溫度的增大逐步趨于最低水平。

當(dāng)然，若氨噴入量與煙氣工況條件未能實(shí)時匹配，比如，氨氮摩爾比增大或噴射不均等均會造成氨逃逸的增加。此類影響均可歸為自動控制水平不夠，未能根據(jù)實(shí)際工況條件進(jìn)行匹配氨噴入量等。

因此，下面將重點(diǎn)從噴入點(diǎn)的精確選取和精細(xì)化自動控制兩大方面闡述如何有效控制氨逃逸。

3控制措施一：噴入點(diǎn)的精確選取

理論上SNCR煙氣脫硝技術(shù)的反應(yīng)溫度窗為850～1100℃，無論噴入點(diǎn)的煙氣溫度低于還是高于反應(yīng)溫度窗，均會造成脫硝效率低下、氨逃逸的迅速增加及腐蝕設(shè)備。為進(jìn)一步獲取最佳的噴入點(diǎn)溫度，采用CFD模擬溫度對脫硝效率的影響，其關(guān)系曲線圖2所示：

為進(jìn)一步驗(yàn)證上述模擬結(jié)果，以陶瓷行業(yè)原料制粉工序一座5000型噴霧塔熱風(fēng)爐為例，熱風(fēng)爐燃料為水煤漿，在熱風(fēng)爐中軸線上從水煤漿噴槍處往上依次在1.5m、3.3m、4.8m處取噴入點(diǎn)，并在噴入點(diǎn)處各安裝一支尿素溶液噴槍，伸入塔內(nèi)距離一致。脫硝測試結(jié)果如下表1。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，SNCR脫硝存在最佳的反應(yīng)溫度窗，結(jié)合模擬結(jié)果，可得出最佳的反應(yīng)溫度窗應(yīng)該在950～1030℃?？紤]到脫硝劑采用尿素溶液，噴入的尿素溶液首先得吸取部分熱量進(jìn)行分解成NH3，因此，最佳的噴入點(diǎn)煙氣溫度應(yīng)該適當(dāng)調(diào)高些，在970～1030℃之間最為合理。

實(shí)際選擇噴入點(diǎn)位置時，應(yīng)結(jié)合設(shè)備工況，因當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變動時，應(yīng)重新選擇噴入點(diǎn)。如熔塊窯，生產(chǎn)不同產(chǎn)品所需的溫度差異較大(1350～1600℃不等)，造成熔塊窯蓄熱室中的煙氣溫度波動較大。因此，建議在安裝點(diǎn)安裝溫度監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控溫度離開最佳的反應(yīng)溫度窗，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況考慮是否在不同位置加裝噴氨噴頭與溫度監(jiān)控，以便根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行切換噴氨噴頭系統(tǒng)。

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