SNCR脱硝解决方案

    选择性非催化还原法SNCR脱硝系统是目前主要的脱硝技术之一，在炉膛850~1050℃狭窄的温度范围内，在炉膛内烟气适宜处均匀喷入氨或尿素等氨基还原剂，还原剂在炉中迅速分解，与烟气中的NOX反应生产N2和H2O，而基本不与烟气中的氧气发生作用的技术。SNCR脱硝方法主要是将还原剂在850～1150℃温度区域喷入含NOx的燃烧产物中，发生还原反应脱除NOx，生成氮气和水。SNCR脱硝在实验室试验中可达到90%以上的NOx脱除率。在大型锅炉应用上，短期示范期间能达到75%的脱硝效率。SNCR的典型工艺流程为：还原剂—>锅炉/窑炉（反应器）—>除尘脱硫装置—>引风机—>烟囱。还原剂以氨水（尿素溶液）为主，20%氨水溶液（或尿素需增加制备模块制成尿素溶液）经输送化工泵送至静态混合器，与稀释水模块送过来的软化水进行定量的混合配比，通过计量分配装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应。SNCR脱硝系统投资成本低，建设周期短，脱硝效率中等，比较适用于缺少资金的发展中国家和适用于对现有中小型锅炉的改造。脱硝厂家认为这种技术的不足之处就是NOx的脱除效率不高，氨逃逸比较高。所以单独使用SNCR技术受到了一些限制。但对于中小型机组或老机组改造。脱硝会造成氨的逃逸，较高的氨逃逸会造成对下游设备的腐蚀；SNCR脱硝解决方案

    Cu-Mn/ZSM-5、Cu-Mn/SAPO-34催化剂在200℃下的NOx转化率分别达到65%、90%。其他负载邢帅等采用经硝酸氧化处理后的椰壳活性炭作载体并负载含SiO2的复合氧化物作为低温SCR脱硝催化剂。实验结果表明，经硝酸处理后的椰壳活性炭表面含氧基团增加，提高了对NH3和NO的吸附容量。Li等采用溶胶-凝胶法制备了坡缕石(Pal)负载的钙钛矿型LaFe1-xNixO3(x=～)纳米复合材料，同时研究了Ni的掺杂量在可见光情况下对NOx转化的影响。结果表明，当x=，LaFe1-xNixO3的脱硝性能随着Ni含量的变化而变化;在150～250℃的温度区间内，脱硝率能达到90%及以上。2低温SCR脱硝反应机理目前涉及低温SCR脱硝反应机理的理论大概有2种:一种是认为以NH3为还原剂的SCR反应机理遵从Langmuir-Hinshelwood机理;另一种观点认为该反应遵从Eley-Rideal机理。李金虎通过非均相沉淀法以凹凸棒石为载体负载锰氧化物制备了复合催化剂MnOx/PG。对凹凸棒石和MnOx/PG催化剂进行NH3、NO程序升温吸附脱附实验，实验结果表明，MnOx/PG催化剂对NH3的吸附主要是凹凸棒石的作用，进入凹凸棒石孔道的NH3与结晶水形成H键被吸附。MnOx是催化剂的活性中心，SCR脱硝机理符合E-R机理。Liu制备了WOx/Fe2O3低温SCR脱硝催化剂。湖北脱硝选择分级燃烧工艺、富氧燃烧工艺均可以在一定程度上减少NOX的生成；

    应当通过数学模型计算(CFD)和物理模型实验，结合炉窑设备工况，在炉膛上选取恰当的喷入点。另外，为适应锅炉负荷波动造成炉膛温度的变动，应考虑在炉膛内不同高度处安装多层喷射装置与温度监控，以便根据实际生产情况进行切换喷射系统，保证在**佳的反应温度窗口喷入还原剂。同时，在每根还原剂分支管道上设置就地流量计、就地压力表、流量调节阀及电动阀，通过计量分配系统根据运行需要，对不同温度区域的SNCR喷射装置分别进行流量分配。当炉膛温度发生较大变动时，应重新选择喷入点。目前，SNCR技术在工业应用过程中，通常采用液体雾滴喷射的形式，喷入的还原剂与烟气在极短时间内得到充分混合同样是保证SNCR技术达到理想脱硝效率、减少氨逃逸的关键因素之一。还原剂与烟气的混合主要由喷射系统来实现，通过调整不同位置处的还原剂喷入量及雾化效果来提高混合程度，可用下列方法来改善混合效果：(a)适当提升雾化气体压力，提高传给还原剂液滴的动能，增加还原剂穿透度，提高雾化效果；(b)增加喷射区的层数和喷射装置的个数；(c)调节喷射溶液的浓度，改变液体雾滴的蒸发时间；(d)改进雾化喷嘴的设计以改善液滴的大小、分布、喷射角度和方向。

    4影响脱硝效果的主要因素在SNCR工艺中，**主要的是炉膛上喷入点的选取，即窗口温度的选择。对于尿素来说理想的温度范围是800-1150℃，温度高，还原剂被氧化成NOx，烟气中的NOx含量不减少反而增加;温度低，反应不充分，造成还原剂流失，对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。根据循环流化床锅炉炉内状况和e6cbb882-61af-4f34-aafb-fda内温度场、烟气流场情况，采用CFD以及CKM模拟相结合技术。任何反应都需要时间，所以还原剂必须和NOx在合适的温度区域内有足够停留时间，这样才能保证烟气中的NOx还原率。停留时间指的是反应物在炉膛上部对流区内的存在时间，SNCR的所有步骤必须在这里完成。这些步骤包括：注入的尿素和烟气的混合、水分的蒸发、尿素分解成氨、NH3分解成NH2和一些自由基、NOx的还原反应。加大停留时间有利于质量的输运和化学反应，从而提高了反应率。摩尔比的确定是由想得到的还原效率决定的。根据基本的化学反应方程式，还原2mol的NOx需要1mol的尿素或者2mol的氨。在实际中，需要注入比理论更多的还原剂以达到所需要的还原水平。因为氨的的消耗涉及到运行的费用问题，所以所选用的摩尔比一般为临界值，NH3/NOx摩尔比一般控制在～，**大不要超过。脱硝系统应配置自动反馈、无人值守、报表系统、实时监控等功能；

    促使很多电厂脱硝系统倾向于用尿素作为还原剂。。因此，脱硝还原剂液氨改尿素，在安全方面将得到**的提升。经济性方面无论是选用液氨还是尿素作为还原剂，在运行维护费用中，检修费用相当，蒸汽、水等消耗也相近，还原剂的采购成本和运行电费则为主要费用，因此控制还原剂费用和消耗的电费是控制脱硝生产成本的关键。1）还原剂采购费用中能自备电厂如选用液氨作为还原剂，液氨的耗量为115kg/h，而尿素作为还原剂时的耗量为200kg/h，按8000h计算，年耗氨量为920t，年耗尿素量为1600t，根据当前市场价格按液氨到厂价3200元/吨、尿素到厂价1900元/吨计算，年原材料费用分别为液氨、尿素304万元。2）电耗选用液氨作为还原剂时，脱硝系统电负荷不大于50kw,而选用尿素时，脱硝系统电负荷不大于480kw，相差430kw，按年运行8000h，厂用电，选择尿素时年电费增加。3）简单性价比（1）采购费用无论是选用液氨还是尿素作为还原剂，在运行维护费用中，检修费用相当，蒸汽、水等消耗也相近，还原剂的采购成本和运行电费则为主要费用，因此控制还原剂费用和消耗的电费是控制脱硝生产成本的关键。以一台350MW超临界抽凝燃煤发电机组为例，脱硝装置入口设计NOx为300mg/Nm3。氨水具有挥发性，氨水储罐必须安装氨气吸收装置；新标准脱硝价格

整个脱硝改造过程可以分为低氮燃烧改造、SNCR或SCR工程、烟气实时检测等内容；SNCR脱硝解决方案

    而且没有使NOx分布变得均匀的混合手段，因此要获得接近比较好氨氮摩尔比几乎是不可能的。NOx测量的环境以及NOx测量仪的成本，使得动态准确获得NOx的分布数据比获得烟气温度有关数据的困难大得多。SNCR的脱硝效率，随着锅炉的性能设计和受热面布置的不同，所能达到的极限也不同。如果在锅炉设计的时候，在性能设计和受热面设计时为SNCR而改变，那么SNCR会容易一些。但是这样大多是得不偿失的。所以在具体项目上SNCR的可行性论证，要等锅炉设计基本方案出来以后，才能说脱硝效率能够有望达到多高的水平。要把SNCR的脱硝效率发挥到***，首先假设烟气温度和NOx测量技术的发展以及成本的降低，使准确、及时、可靠、地动态测量可能的反应区域内的尽可能多的温度以及进出口NOx数值成为可能。然后按照烟气流动方向和烟道截面方向的布置足够多的喷氨区域，按照测量的数据对喷氨量进行精确调控。如果可能，锅炉受热面布置的时候，在同一级过热器或者再热器受热面在适当的地方从中间拉开，为自由布置喷氨区域提供方便，甚至将对反应温度区有意多留长一点的净空。理论上，比如一个600MW的锅炉，可以在烟道断面上划分21个的区，沿烟气流动方向布置3个区，这样总共63个区。SNCR脱硝解决方案

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