SNCR脫硝技術(shù)你真的了解嗎？5個典型案例為你解答

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:01丨什么是SNCR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。

02丨SNCR的反應(yīng)機理是什么？

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+CO

NH2+NOx→N2+H20

CO+NOx→N2+CO2

當溫度過高時，超過反應(yīng)溫度窗口時，氨就會被氧化成NOx：

NH3+O2→NOx+H20

SNCR工藝的NOx脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3和NOx的化學計量比、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，最佳反應(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工藝能達到30%-70%的脫除效率，80%的效率也有文獻報道。

03丨SNCR脫硝效率的影響因素有哪些？

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)（最佳的反應(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0.001s～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。

4.NH3/NOx摩爾比（化學當量比）

5.未控制的NOx濃度水平

6.氣氛（氧量、一氧化碳濃度）的影響

7.氮劑類型和狀態(tài)

04丨SNCR技術(shù)的應(yīng)用前景如何？

SNCR在不同的鍋爐中的應(yīng)用。對于某些垃圾爐、CFB鍋爐，由于其爐膛內(nèi)的溫度正好處于其反應(yīng)溫度窗內(nèi)，因此SNCR適應(yīng)性比較好，噴氨點的設(shè)置和控制比較簡單。而且由于不經(jīng)過對流受熱面，爐膛內(nèi)的溫度又相對穩(wěn)定，所以運行的可靠性相對要好一些。因此SNCR在這類鍋爐的應(yīng)用比較多。

對于電站鍋爐，反應(yīng)溫度窗處于高溫對流受熱面區(qū)域。在這個區(qū)域，煙氣溫度受燃料，燃燒配風等調(diào)整和變化以及鍋爐負荷的變動影響較大，反應(yīng)溫度窗會沿著煙氣流動方向遷移，因此SNCR設(shè)計時會設(shè)置多個噴射取。另外，在煙道截面上，煙氣溫度分布不均勻，在不到200℃的最佳反應(yīng)溫度窗內(nèi)，煙氣溫度偏差可能達到100℃以上，SNCR的先天補足在此暴露無疑。

要解決反應(yīng)溫度窗的遷移的問題，煙氣溫度的測量就是良好控制的前提。在這么高的溫度下，現(xiàn)有的技術(shù)水平，從測點數(shù)量、成本、測量的可靠性、儀表的損壞率都會有一些問題。

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