水泥窑炉SNCR脱硝技术
sncr脱硝原理及工艺
sncr脱硝原理及工艺
脱硝是指将燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）转化为较为无害的氮气（N2）或氨（NH3）的过程。
脱硝在工业生产中非
常重要，尤其是对于电力、钢铁、化工等行业而言。
Sncr是
一种常用的脱硝工艺，下面将介绍其原理和工艺过程。
1. Sncr脱硝原理：
Sncr脱硝主要利用氨水或尿素溶液与燃烧过程中的NOx发生
化学反应，将其转化为氮气或氨。
这种反应在高温下进行，需要满足适当的反应温度和氨水的投加量。
2. Sncr脱硝工艺过程：
（1）烟气进入SNCR反应器：燃烧产生的烟气进入SNCR反
应器中，反应器中设置有适当的喷射装置，用于喷射氨水或尿素溶液。
（2）氨水或尿素喷射：通过喷射装置，将氨水或尿素溶液喷
射到烟气中。
喷射后的氨水或尿素溶液与烟气中的NOx发生
反应，将其转化为氮气或氨。
（3）反应温度控制：Sncr脱硝反应需要在一定的温度范围内
进行，通常为800°C-1100°C。
通过调节喷射装置和燃烧设备，控制烟气的温度在适宜的范围内。
（4）反应产物处理：脱硝反应后的烟气中生成的氮气或氨进
入气体处理系统进行进一步处理，以确保排放的气体符合环保要求。
Sncr脱硝工艺具有脱硝效率高、操作简单、设备布局灵活等
优点，广泛应用于不同工业领域。
但同时也存在氨逃逸、不适
用于高浓度NOx气体等问题，因此在实际应用中需要综合考虑各种因素，选择合适的脱硝工艺。
工艺方法——SNCR脱硝技术
工艺方法——SNCR脱硝技术工艺简介选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，简称SNCR）脱硝是一种成熟的NOx控制处理技术，系统相对简单，脱硝效率能达到50%。
1、脱硝机理SNCR脱硝技术是把炉膛作为反应器，在没有催化剂的条件下，将还原剂氨水（质量浓度20%-25%）或尿素经稀释后通过雾化喷射单元喷入热风炉或隧道窑内合适的温度区域（850℃-1050℃），雾化后的还原剂将NOx（NO、NO2等混合物）还原，生成氮气和水，从而达到脱除NOx的目的。
还原NOx的主要化学反应为：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O上述反应中第一个反应是主要的、占主导地位，因为烟气中几乎95%的NOx以NO的形式存在，在没有催化剂存在的情况下，这个反应只在很狭窄的温度窗口（850℃-1050℃）进行，表现出选择性，此时的反应就是SNCR的温度范围。
2、系统构成通常使用氨水、尿素作为还原剂，氨水的反应更直接，有着较高的NOx去除率、较低的氨逃逸和较高的化学反应效率；尿素反应更复杂，有着较高的氨逃逸率和较高的CO生成量。
根据这两种还原剂的理化性质，综合考虑其运输、储存环境以及设备投资、占用场地、运行成本、安全管理及风险费用等因素，该企业采用氨水做还原剂。
SNCR脱硝系统主要由氨水接收与储存系统、水输送与混合系统、计量分配与喷射系统、压缩空气系统、PLC自动控制系统、安全防护系统等组成，这些系统采用撬装一体化设备生产，形成模块化、标准化，从而提高系统集成和设备可靠性，减少现场加工制作，缩短工期，降低成本。
（1）氨水接收与储存系统外购的还原剂运输至厂区后，通过管道连接到预留接口，然后开启入口阀，完全打开后，启动卸氨泵，延时30s后，开启泵的出口阀将槽罐车内的氨水输送至氨水储罐中。
根据氨水储罐的液位反馈，到达一定液位或者罐车的氨水输送完成时，关闭卸氨泵的出口阀，然后停止卸氨泵，再关闭入口阀。
水泥厂SNCR脱硝技术简述
2012.6CHINA CEMENT水泥生产过程排出的大量废气中含有有害气体NO X ，世界各国都十分重视对NO X 的控制和治理。
我国工业和信息化部于2010年11月16日发布第127号公告，其中水泥行业准入条件的第五项“环境保护”，明确规定：新建或改扩建水泥（熟料）生产线项目须配置脱除NO X 效率不低于60%的烟气脱硝装置。
SNCR 是目前国际上应用于水泥厂脱硝最有效、应用最多的一项技术，国内还没有实际应用的报道。
笔者已申报合肥水泥研究设计院脱硝工作项目，拟研究开发SNCR 系统成套装置，现对SNCR 技术做简要叙述。
1SNCR 技术介绍SNCR 即选择性非催化还原技术，是指在合适的温度区域喷入氨水或者尿素，通过NH 3与NO X 的反应生成N 2和水从而脱去烟气中的NO X 。
SNCR 去除NO X 的化学方程式如下：4NH 3+4NO +O 2→4N 2+6H 2O 4NH 3+2NO 2+O 2→3N 2+6H 2O由于烟气中90%～95%的NO X 都是NO ，因此第一个方程式是主要反应方程式。
SNCR 系统工艺流程图见图1。
影响SNCR 系统脱硝效率的因素，有如下几点：1.1反应剂反应剂常常采用氨水（浓度20%）。
其他可选反应剂包括液氨、尿素、硫酸铵溶液。
氨水的应用存在安全隐患方面的问题，氨水极易挥发出氨气，浓氨水对呼吸道和皮肤有刺激作用，并能损伤中枢神经系统。
而且氨水有一定的腐蚀作用。
尿素的优点是安全性好，成本低，缺点是需要热解或者水解为氨，过程复杂。
就国外的运行业绩看，对预热/预分解水泥窑，氨水是最好的反应剂。
1.2温度对SNCR 工艺而言，反应区的温度是最重要的条件之一。
表1罗列了一部分世界上目前使用SNCR 工艺的水泥厂喷入反应剂的温度值。
从上表1中可以看出，多采用温度区间在870℃～1100℃之间。
1.3氨水喷入位置对预热/分解炉水泥窑系统来说，有此合适的温度区间位置见图2。
水泥厂低氮燃烧及SNCR脱硝技术简介
低氮燃烧及脱硝等减排技术知识讲解一、脱氮技术原理：水泥熟料生产线上氮氧化物生产示意图分级燃烧脱氮的基本原理是在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧以便产生CO、CH4、H2、HCN 和固定碳等还原剂。
这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。
此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOx减排。
其主要反应如下：2CO +2 NO →N2+ 2CO2NH+NH →N2+H22H2+2NO →N2+2H2O二、技改简介：1、该技术是对现有分解炉及燃烧方式进行改造，使煤粉在分解炉内分级燃烧，在分解炉锥部形成还原区，将窑内产生的NOx还原为N2，并抑制分解炉内NOx的生成。
根据池州海螺3#天津院设计的TDF分解炉结构，技改方案采用川崎公司窑尾新型燃烧器，并在分解炉锥部新增两个喂煤点，最大限度形成还原区，提高脱氮效率。
改造整体示意图2、窑尾缩口由圆形改成方形，高度改为1600mm,并设置跳台，防止分解炉塌料现象发生，通过在分解炉锥部增设喷煤点，在分解炉锥部形成还原区。
改造前锥部改造后锥部3、对窑尾烟室入炉烟气进行整流，将上升烟道改造成方形，同时，将上升烟道的直段延长，使窑内烟气入炉流场稳定，降低入炉风速。
其次在分解炉锥部设计脱氮还原区，将分解炉煤粉分4点、上下2层喂入，增加了燃烧空间。
在保证煤粉充分燃烧的同时，适当增加分解炉锥部的煤粉喂入比例，保证缺氧燃烧产生的还原气氛，从而在分解炉锥部区域形成一个“还原区”，部分生成的氮氧化物在该区域被还原分解，降低系统氮氧化物浓度。
改造前窑尾燃烧器改造后窑尾燃烧器三、SNCR脱硝技术基本原理SNCR选择性非催化还原是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入含有NHx基的还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
该项目技术采用炉内喷氨水（浓度20-25%）作为还原剂还原分解炉内烟气中的NOx。
(完整版)SNCR脱硝技术简介
SNCR脱硝技术简介烟气脱硝，是指把已生成的NO x还原为N2或者中和反应生成硝酸盐，从而脱除烟气中的NO X。
目前中国市场上常用的脱硝工艺包括了选择性非催化还原反应（SNCR）和选择性催化还原反应(SCR)，以及以及在二者基础上发展起来的SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。
SNCR技术广泛应用于电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂、以及工业锅炉的烟气脱硝。
1.1 SNCR脱硝技术简介1.1.1 SNCR技术简介SNCR技术是在不采用催化剂的情况下，在炉膛内适宜温度处（温度为850~1100°C）喷入尿素溶液等氨基还原剂，与废气中的有害的NO x反应生成无害N2和H2O，从而去除烟气中氮氧化物。
1.1.2 SNCR原理在高温烟气（850~1100°C）和没有催化剂的情况下向炉内喷含有NH3基的还原剂，将烟气中的NO x还原成N2及H2O。
主要反应：()()900~1100C 3222900~1100C 32222900~1100C 222222900~1100C 22222224NH 4NO O 4N 6H O4NH 2NO O 3N 6H O2CO NH 4NO O 4N 4H O 2CO 2CO NH 2NO O 3N 4H O 2CO ︒︒︒︒++−−−−→+++−−−−→+++−−−−→++++−−−−→++1.1.3 技术特点（1）采用新型雾化还原剂喷射技术，还原剂分布均匀，有效覆盖率高，确保反应高效、充分。
（2）采用先进的CFD 和CKM 结合的优化设计，反应区域涡流混合效果好。
（3）智能化控制，高精度计量，氨利用率高，运行成本低。
（4）氨逃逸量≤8ppm ，腐蚀性小，副反应少。
（5）脱硝效率高，处理效果好。
（6）模块化设计，工艺系统简单，施工、运行管理方便。
（7）占地面积少，投资省。
1.2 SNCR 脱硝技术优点与其它脱硝技术相比，SNCR 技术具有以下优点：（1）脱硝效果令人满意：SNCR 技术应用在中小锅炉，尤其是不具备SCR 改造条件的老机组锅炉，对于链条炉，在优化运行时，其脱硝效率可达40%以上。
水泥窑SNCR烟气脱硝技术
水泥窑SNCR烟气脱硝技术佚名【期刊名称】《中国环保产业》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】1页(P66-66)【正文语种】中文【中图分类】X701由西安西矿环保科技有限公司开发的水泥窑SNCR烟气脱硝技术，适用于水泥、玻璃、化工等行业烟气脱硝。
一、基本原理以尿素溶液或氨水为还原剂，在水泥熟料生产线上分解炉的适当位置喷入脱硝还原剂，在850℃～1000℃时，还原剂会优先与氮氧化物进行反应。
一般来说，在保证合理的还原剂使用成本，氨逃逸量不超过5×10-6的前提下，可达到40%～70%的脱硝效率。
二、技术关键（1）多变量控制分级燃烧脱硝技术。
通过对窑尾分解炉下料量、给煤量、回转窑风量等多个变量进行调整，提出了低氮分级燃烧的最佳方案。
（2）喷射技术。
采用耐高温材质的喷射喷枪，利用压缩空气对喷枪进行保护并对还原剂进行雾化，提高脱氮效率。
（3）在线烟气监测技术。
可连续在线监测氮氧化物排放量，排放值始终接近并低于目标值，既满足环保排放要求，又节约还原剂用量。
（4）安全防护措施。
配备罐区氨气浓度环境自动监测仪器，罐区喷淋保护设备，氨水泄漏保护装置。
典型规模 5000t/d水泥熟料生产线。
氮氧化物排放质量浓度≤300mg/m3（10%氧含量，以NO2计）；氨逃逸≤10×10-6。
SNCR全套脱硝设备包括：还原剂原料的接收及制备系统、还原剂的供应系统、喷射系统、电气系统及相关的仪器仪表。
一、投资情况总投资1410.4万元，其中设备投资460万元；主体设备寿命30年；运行费用950.4万元/年。
二、环境效益每小时脱除NOx0.252t；年运行7920h，每年脱除NOx1995.84t。
该技术被中国环境保护产业协会评为2013年国家重点环境保护实用技术。
企业联系电话：************E-mail：******************。
水泥窑炉空气分级燃烧及SNCR烟气脱硝技术
水泥窑炉空气分级燃烧及SNCR烟气脱硝技术江苏省盐城市兰丰环境工程科技有限公司 苗长江 陈森林224000摘要：本文从以下几个方面系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的烟气脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定的借鉴作用。
关键词： 回转窑 分解炉 NOx 空气分级燃烧 SNCR脱硝技术引言近年来，水泥工业随着现代城市建设的需要而得到了快速的发展，但是水泥生产过程中产生的废气对环境的污染也在不断加剧，特别是废气中的NOx对大气环境的影响已非常严重。
由此，本文从以下几个方面系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的烟气脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定的借鉴作用。
1 水泥窑炉NOx产生机理在新型干法水泥生产工艺中，回转窑和分解炉是水泥物料烧成的两个关键设备。
然而，回转窑和分解炉也是NOx生成的主要来源。
在水泥熟料生产过程中，大约有40%左右的煤粉从回转窑窑头的多通道燃烧器喷入窑内，并进行高温燃烧，为煅烧物料的熔融和矿物重结晶提供足够的温度，但物料温度必须超过1400℃时才会发生物料熔融和矿物重结晶现象，因此通常需要将窑头燃烧器形成的火焰温度控制在1800～2200℃之间，然而这样在回转窑内就会生成热力型NOx和燃料型NOx，且均有较多的形成比例，其中尤以热力NOx为主。
同时，大约60%左右的煤粉进入分解炉，炉内的温度一般在850～1100℃范围内，在此温度下，基本可以不考虑热力型NOx的形成，主要是燃料型NOx。
由此，本文系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的空气分级燃烧及SNCR脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定帮助。
2 水泥窑炉空气分级燃烧技术2.1 基本原理水泥窑炉空气分级燃烧是目前最为普遍的降低NOx排放的燃烧技术之一。
其基本原理如图（一）所示：将燃烧所需的空气量分成两级送入，使第一级燃烧区内过量空气系数小于1，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而降低了热力型NOx的生成。
水泥厂脱硝 (2)
水泥厂脱硝
水泥厂脱硝是指通过一系列的技术手段，将水泥厂烟气中
的氮氧化物（包括氮氧化物和一氧化氮）进行去除的过程。
脱硝的目的是降低烟气中的氮氧化物排放量，减少对大气
环境的污染。
水泥生产过程中，燃烧炉和煅烧炉产生的高温烟气中含有
大量的氮氧化物。
如果这些氮氧化物直接排放到大气中，
会对人体健康和环境造成一定的危害。
因此，水泥厂需要
采取脱硝技术措施，将烟气中的氮氧化物去除。
目前常用的水泥厂脱硝技术主要有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）技术。
具体的脱硝过程如下：
1. SCR脱硝技术：在SCR脱硝技术中，将氨气或尿素溶液喷入烟气中，与氮氧化物发生催化还原反应生成氮气和水。
通常，SCR脱硝技术需要在烟气中添加催化剂，如钒、钼
或钼铜等。
这种技术可以高效地去除烟气中的氮氧化物。
2. SNCR脱硝技术：在SNCR脱硝技术中，通过在烟气中
喷射氨水或尿素溶液，利用高温条件下的非催化还原反应，将氮氧化物转化为氮气和水。
SNCR脱硝技术相对于SCR
脱硝技术更简单，但其脱硝效率较低。
需要注意的是，水泥厂脱硝技术的选择需要结合实际情况
和要求，包括烟气特性、排放标准、工艺条件、经济性等
方面进行综合考虑。
此外，脱硝过程还需要对脱硝剂的储存、供应和废水处理等进行合理设计和管理。
水泥行业脱硝分级燃烧技术 SNCR
4000t/d新型干法水泥生产线分级燃烧+SNCR烟气脱硝技术方案目录1、减排氮氧化物社会效益 (3)2、本项目脱硝工艺描述 (5)、分级燃烧技术 (5)、SNCR脱氮技术 (8)①卸氨系统 (9)②罐区 (9)③加压泵及其控制系统 (9)④混合系统 (9)⑤分配和调节系统 (10)⑥喷雾系统 (10)⑦水电气供给 (10)⑧控制系统 (11)⑨SNCR主要设备与设施 (11)3、氮氧化物目前排放量 (12)4、总体性能指标 (12)（1）窑尾分级燃烧脱氮技术(单独使用) (12)（2）SNCR脱氮技术(单独使用) (13)（3）分级燃烧和SNCR结合的脱氮集成技术 (13)5、主要技术经济指标 (13)6、经济效益评价 (14)单位成本分析 (14)6.2 运行成本分析 (15)6.3 环境及社会效益分析 (16)1、减排氮氧化物社会效益氮氧化物（NOx）是大气的主要污染物之一，包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等多种氮的氧化物，燃煤窑炉排放的NOx 中绝大部分是NO。
NO的毒性不是很大，但是在大气中NO可以氧化生成NO2。
NO2比较稳定，其毒性是NO的4～5倍。
空气中NO2的含量在×10‐6（体积分数）持续1h，就开始对人体有影响；含量为（20～50）×10‐6时，对人眼有刺激作用。
含量达到150×10‐6时，对人体器官产生强烈的刺激作用。
此外，NOx 还导致光化学烟雾和酸雨的形成。
由于大气的氧化性，NOx 在大气中可形成硝酸（HNO3）和硝酸盐细颗粒物，同硫酸（H2SO4）和硫酸盐颗粒物一起，易加速区域性酸雨的恶化。
随着我国工业的持续发展，由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出，严重威胁着人民群众的身体健康，成为当前迫切需要解决的环境问题。
2011年全国人大审议通过了“十二五”规划纲要，提出将氮氧化物首次列入约束性指标体系，要求“十二五”期间工业氮氧化物排放减少10%，氮氧化物减排已经成为我国下一阶段污染治理和减排的重点。
SNCR脱硝原理
欢迎共阅SNCR脱硝技术即选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术，是一种不用催化剂，在850～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。
在合适的温度区域，且氨水作为还原剂时，其反应方程式为：4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O （1）然而，当温度过高时，也会发生如下副反应：4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O（2）SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～80%，受锅炉结构尺寸影响很大。
采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
SNCR脱硝原理SNCR 技术脱硝原理为：在850～1100℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：NH3为还原剂:4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O尿素为还原剂:NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O系统组成：SNCR（喷氨）系统主要由卸氨系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成。
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：接收和储存还原剂；在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂；还原剂的计量输出、与水混合稀释；还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
工艺流程如图（二）所示，水泥窑炉SNCR烟气脱硝工艺系统主要包括还原剂储存系统、循环输送模块、稀释计量模块、分配模块、背压模块、还原剂喷射系统和相关的仪表控制系统等。
SNCR脱硝工艺流程图图（二）典型水泥窑炉SNCR脱硝工艺流程图SNCR脱硝设备序名称数量单位号1 氨水加压泵组 1 套2 稀释水加压泵组 1 套3 稀释水与氨水混合阀组 1 套4 上层稀氨水分配阀组 1 套5 下层稀氨水分配阀组 1 套6 喷雾系统 1 套7 储罐及卸氨系统 1 套8 压缩空气系统 1 套9 仪表、电气控制系统 1 套10 罐区厂房 1 个。
SNCR脱硝技术简介
SNCR脱硝技术简介SNCR脱硝技术简介1 SNCR脱硝原理选择性非催化还原(SNCR)脱除NOx技术是把含有NHx 基的还原剂(如氨气、氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为800℃~1 100℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3 和其它副产物，随后NH3 与烟气中的NOx 进行SNCR 反应而生成N2。
采用NH3 作为还原剂，在温度为900℃~1 100℃的范围内，还原NOx 的化学反应方程式主要为：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O8NH3+6NO2=7N2+12H2O而采用尿素作为还原剂还原NOx 的主要化学反应为：(NH4)2CO=2NH2+CONH2+NO+N2+H2OCO+NO=N2+CO2SNCR 还原NO的反应对于温度条件非常敏感，炉膛上喷入点的选择，也就是所谓的温度窗口的选择，是SNCR还原NO效率高低的关键。
一般认为理想的温度范围为700℃~1 100℃, 并随反应器类型的变化而有所不同。
当反应温度低于温度窗口时，由于停留时间的限制，往往使化学反应进行的程度较低反应不够彻底，从而造成NO 的还原率较低，同时未参与反应的NH3 增加也会造成氨气泄漏。
而当反应温度高于温度窗口时，NH3 的氧化反应开始起主导作用：4NH3+5O2=4NO+6H2O从而，NH3 的作用成为氧化并生成NO，而不是还原NO为N2。
总之，SNCR 还原NO 的过程是上述两类反应相互竞争、共同作用的结果。
如何选取合适的温度条件同时兼顾减少还原剂的泄漏成为SNCR 技术成功应用的关键。
2 SNCR脱硝的优点选择性非催化还原技术(SNCR)具有以下优点：(1) 系统简单：不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽，氨或尿素喷射装置及其喷射口即可，系统结构比较简单；(2) 系统投资小：相对于SCR的大约40美元kW-1 ~60美元kW-1 的昂贵造价，由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂而只需要廉价的尿素或液氨，所以SNCR 大约 5 美元?kW-1 ~10 美元kW-1 的造价显然更适合我国国情；(3) 阻力小：对锅炉的正常运行影响较小；(4) 系统占地面积小：需要的较小的氨或尿素储槽，可放置于锅炉钢架之上而不需要额外的占地预算。
SNCR脱硝技术简介
SNCR脱硝系统组成：
SNCR（喷氨）系统主要由卸氨系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与
调节系统、喷雾系统等组成。
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：
接收和储存还原剂；在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂；
还原剂的计量输出、与水混合稀释；还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
SNCR脱硝工艺流程
如图（二）所示，水泥窑炉SNCR烟气脱硝工艺系统主要包括还原剂储存系统、循环输送模块、稀释计量模块、分配模块、背压模块、还原剂喷射系统和相关的仪表控制系统等。
SNCR脱硝工艺流程图
图（二）典型水泥窑炉SNCR脱硝工艺流程图
SNCR脱硝设备。
水泥窑炉脱硝技术
发展阶段
随着技术的不断进步，出现了选择性 催化还原（SCR）和选择性非催化还 原+催化还原（SNCR+SCR）等技术， 这些技术逐渐成为主流。
国内外现状与趋势
01
国内现状
我国水泥行业脱硝技术起步较晚，但发展迅速，目前大部分新型干法水
泥生产线已经配备了脱硝设施。
02
国外现状
国外水泥窑炉脱硝技术相对成熟，许多国家和地区已经实现了水泥行业
水泥窑炉脱硝技术
目录
• 水泥窑炉脱硝技术概述 • 水泥窑炉脱硝技术原理 • 水泥窑炉脱硝技术应用 • 水泥窑炉脱硝技术问题与挑战 • 水泥窑炉脱硝技术的发展前景与展望
01 水泥窑炉脱硝技术概述
定义与特点
定义
水泥窑炉脱硝技术是指通过特定的工艺和设备，将水泥窑炉烟气中的氮氧化物 （NOx）转化为无害的氮气（N2）和水蒸气（H2O），从而降低其排放浓度 的技术。
04 水泥窑炉脱硝技术问题与 挑战
技术瓶颈与难题
高效脱硝催化剂的研发
目前，高效脱硝催化剂的研发是水泥窑炉脱硝技术的瓶颈之一， 需要加强研究，提高催化剂的活性、稳定性和选择性。
烟气成分复杂
水泥窑炉烟气成分复杂，含有大量的粉尘、二氧化硫、氮氧化物等 污染物，对脱硝技术提出了更高的要求。
温度波动大
水泥窑炉温度波动较大，对脱硝技术的稳定运行和效果提出了较大 的挑战。
政策支持不足
目前，国家对水泥窑炉脱硝技术的政策支持力度 相对较小，缺乏具体的优惠政策和资金支持。
法规标准不完善
目前，我国关于水泥窑炉脱硝技术的法规和标准 尚不完善，缺乏统一的标准和规范。
监管力度不够
由于监管力度不够，一些企业可能会存在偷排、 超排等违法行为，对环境造成不良影响。
sncr脱硝原理及工艺
sncr脱硝原理及工艺
2020-10-28
sncr脱硝原理及工艺：
1、SNCR即选择性非催化还原技术，原理是不使用催化剂，在锅炉炉膛或旋风分离筒入口适当位置喷入氨基还原剂，将NOx还原为N2的一种脱硝技术。
反应温度窗口在800度到1100度左右，且在烟道内停留时间长，反应充分。
SNCR技术主要使用氨水作为还原剂。
2、脱硝工艺一般用于锅炉炉膛，用炉内SNCR系统的还原剂制备、稀释、喷射、控制系统的基础上，加装烟气尾部脱硝装置。
燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。
世界上比较主流的工艺分为：SCR和SNCR。
这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外，其他并无太大区别，但如果从建设成本和运行成本两个角度来看，SCR的投入至少是SNCR投入的数倍，甚至10倍不止。
1。
SNCR脱硝原理以及影响其效率的因素详解
SNCR脱硝原理选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术，是把含有氨基的还原剂（主要是尿素或氨水）喷入水泥窑分解炉温度范围为850〜1150℃的区域，在特定的温度、氧存在的条件下，选择性的把烟气中的NOx还原为N2和H20，是烟气中NOx的末端处理技术。
釆用氨水作为还原剂的主要化学反应为：4NO+4NH3+O2=4 N2+6H2O4NH3+2NO2+O2=3N2+H2O釆用尿素作为还原剂的主要化学反应为：2CO(NH2)2+4NO+O2=4N2+2CO2+4 H2O6CO(NH2)2+8N02+02=10N2+6CO2+12H2O由于整个反应过程中未使用催化剂，因此称之为选择性非催化还原脱硝技术。
影响SNCR脱硝效率的因素影响SNCR工艺最重要的3个因素：还原剂与烟气的混合、反应温度和停留时间。
1.温度范围NOx的还原反应发生在一特定的温度范围内进行，由于SNCR未使用催化剂故需要较高的温度来保证还原反应的进行（SNCR的反应温度区间850℃〜1150℃)。
反应温度对SNCR反应中NOx的脱除率有重要影响。
如果温度太低，这会导致NH3反应不完全，形成所谓的“氨穿透”增大NH3逸出的量形成二次污染; 随着温度升高，分子运动加快，氨水的蒸发与扩散过程得到加强，对于SNCR而言，当温度上升到800℃以上时，化学反应速率明显加快，在900℃左右时，NO 的消减率达到最大；然而随着温度的继续升高，超过1200℃后，NH3与O2的氧化反应会加剧，生成N2、N2O或者NO，增大烟气中的NOx浓度，脱硝率反而下降。
2.反应剂和烟气混合的程度还原剂与烟气的混合程度决定了反应的进程和速度，还原剂和烟气在分解炉内是边混合边反应，混合的效果直接决定了脱销效率的高低。
SNCR脱硝效率低的主要原因之一就是混合问题，例如，局部的NOx浓度过高，不能被还原剂还原，导致脱硝效率低；局部的NOx浓度过低，还原剂未全部发生还原反应，导致还原剂利用率低还，增加氨逃逸。
水泥窑炉空气分级燃烧及SNCR烟气脱硝技术
水泥窑炉空气分级燃烧及SNCR烟气脱硝技术江苏省盐城市兰丰环境工程科技有限公司苗长江陈森林 224000摘要：本文从以下几个方面系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的烟气脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定的借鉴作用。
关键词：回转窑分解炉 NOx 空气分级燃烧 SNCR脱硝技术引言近年来，水泥工业随着现代城市建设的需要而得到了快速的发展，但是水泥生产过程中产生的废气对环境的污染也在不断加剧，特别是废气中的NOx对大气环境的影响已非常严重。
由此，本文从以下几个方面系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的烟气脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定的借鉴作用。
1 水泥窑炉NOx产生机理在新型干法水泥生产工艺中，回转窑和分解炉是水泥物料烧成的两个关键设备。
然而，回转窑和分解炉也是NOx生成的主要来源。
在水泥熟料生产过程中，大约有40%左右的煤粉从回转窑窑头的多通道燃烧器喷入窑内，并进行高温燃烧，为煅烧物料的熔融和矿物重结晶提供足够的温度，但物料温度必须超过1400℃时才会发生物料熔融和矿物重结晶现象，因此通常需要将窑头燃烧器形成的火焰温度控制在1800～2200℃之间，然而这样在回转窑内就会生成热力型NOx和燃料型NOx，且均有较多的形成比例，其中尤以热力NOx为主。
同时，大约60%左右的煤粉进入分解炉，炉内的温度一般在850～1100℃范围内，在此温度下，基本可以不考虑热力型NOx的形成，主要是燃料型NOx。
由此，本文系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的空气分级燃烧及SNCR脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定帮助。
2 水泥窑炉空气分级燃烧技术2.1 基本原理水泥窑炉空气分级燃烧是目前最为普遍的降低NOx排放的燃烧技术之一。
其基本原理如图（一）所示：将燃烧所需的空气量分成两级送入，使第一级燃烧区内过量空气系数小于1，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而降低了热力型NOx的生成。
水泥窑sncr脱硝工艺原理
水泥窑sncr脱硝工艺原理水泥窑SNCR脱硝工艺原理一、引言环境污染问题日益凸显，大气污染物排放成为人们关注的焦点。
在工业生产过程中，尤其是水泥生产过程中，氮氧化物（NOx）的排放是主要的大气污染源之一。
为了减少NOx排放对环境的影响，水泥窑SNCR脱硝工艺被广泛应用。
二、SNCR脱硝工艺原理SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction）脱硝工艺是一种选择性非催化脱硝技术，通过将还原剂注入燃烧系统，与燃烧过程中产生的NOx发生化学反应，将其还原为氮气和水。
1. 反应原理SNCR脱硝工艺的核心是还原剂与NOx之间的反应。
在水泥窑中，燃烧过程中产生的高温烟气中含有NO和NO2两种主要的氮氧化物。
SNCR脱硝工艺通过在烟气中喷入适量的还原剂，如氨水（NH3）或尿素溶液（CO(NH2)2），在高温下与NOx发生反应，生成氮气和水蒸气。
2. 反应机理SNCR脱硝反应过程中涉及多种反应机理。
其中，主要的反应是氨与NOx发生氧化还原反应，生成氮气和水。
此外，反应中还会生成一些副产物，如一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和氮氧化合物（N2O）。
这些副产物对脱硝效果有一定的影响，需要在实际应用中加以控制。
三、SNCR脱硝工艺的优势和限制SNCR脱硝工艺具有以下优势：1. 技术成熟，应用广泛。
SNCR脱硝工艺已经在水泥、电力、钢铁等行业得到了广泛应用，并取得了良好的脱硝效果。
2. 投资和运行成本低。
相比其他脱硝技术，SNCR脱硝工艺的设备投资和运行成本较低，适合中小型水泥企业采用。
3. 对水泥窑燃烧系统的适应性好。
SNCR脱硝工艺可以与水泥窑的燃烧系统相结合，不需要新增大型设备，对现有系统改造较小。
然而，SNCR脱硝工艺也存在一些限制：1. 脱硝效率不稳定。
由于SNCR脱硝反应受多种因素影响，如温度、氨浓度、还原剂与NOx的摩尔比等，脱硝效率不稳定，需要在实际操作中进行优化。
2. 副产物的生成。
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水泥窑炉SNCR脱硝技术作者：徐忠俊单位：江苏紫光吉地达环境科技股份有限公司来源：发布日期：2012/11/71. 国内水泥厂脱硝的基本状况“十二五”期间我国氮氧化物排放总量要求达到减排10％的目标，这就需要加大对电力、水泥、冶金等行业产生的氮氧化物进行控制。
水泥行业氮氧化物的排放量占全国工业排放总量的15%左右，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。
工信部582号文件关于水泥工业节能减排的指导意见，提出了具体的量化目标：到“十二五”末，氮氧化物在2009年的基础上降低25%。
同时指出，新建或改扩建水泥（熟料）生产线项目必须配置脱硝装置，且脱硝效率不低于60%。
因此，探讨水泥行业最佳可行的脱硝技术显得尤为迫切。
目前，新型干法水泥回转窑上常用的NOx控制技术主要有以下几种：一是优化窑和分解炉的燃烧制度；二是改变配料方案，掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间，改进熟料易烧性；三是采用低NOx的燃烧器；四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。
然而，即使把上述四种措施全部采用起来，事实上水泥窑的NOx排放也很难达到400mg/Nm3以下。
采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝法或选择性催化还原（SCR）脱硝法进一步降低NOx排放的措施是一个非常有效的降低NOx排放的途径。
本文主要讨论关于SNCR选择非催化还原脱硝技术在水泥厂的运用。
各控制技术的脱硝效率如下表所示：由于SCR操作温度窗口和含尘量的特殊要求，在国内外水泥生产线上极少使用，主要原因为：（1）出C1的烟气通常用于余热发电，出余热发电系统的烟气温度无法满足SCR 的温度要求；（2）窑尾框架周边基本上没有布置SCR催化剂框架的空间；（3）出C1的烟气中高浓度粉尘及其有害元素易造成催化剂破损和失效；（4）一次性投资大；烟气通过催化剂的阻力增大了窑系统的阻力；（5）催化剂每三年需要更换，运行成本高。
2. SNCR（选择性非催化还原法）脱硝技术2.1 SNCR脱硝原理将氨水（质量浓度25%～30%），通过雾化喷射系统直接喷入窑炉合适温度区域-旋风分离器（760~950℃），雾化后的氨与NOx（NO、NO2 等混合物）进行选择性非催化还原反应，将NOx转化成无污染的N2。
当反应区温度过低时，反应效率会降低；当反应区温度过高时，氨会直接被氧化成N2和NO。
喷氨后炉内发生的化学反应有：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O2NO2+4NH3 +O2→3N2+6H2O为了提高脱NOx的效率并实现NH3的逃逸最小化，满足以下条件：在氨水喷入的位置没有火焰；在反应区域维持合适的温度范围（760~950℃）；在反应区域有足够的停留时间（至少1秒以上，～850℃）。
2.2 SNCR脱硝工艺流程说明（1）反应剂的接收和储存采用氨作吸收剂时，既可用液氨，也可用氨水。
液氨在常温下呈气态，必须在压力容器中运输和储存，有较高的安全要求。
氨水一般形式为29.49%的水溶液。
由于大于28%的氨水的储运需获得许可，所以近年来大多在SNCR系统中采用25%左右的氨水。
但在降低氨水浓度的同时，增加了所需的储存空间。
氨水喷入分离器后，要比液氨消耗更多的蒸发热量。
（2）吸收剂的稀释、计量与混合稀释水压力控制模块（DWP）的典型设计由2台全流量的多级不锈钢离心泵，一组双联过滤器、压力控制阀和压力/流量仪表等组成。
供反应器稀释用的工艺水中总固形物要低，过滤后水中悬浮物应低于50mg/L。
（3）反应剂喷入的测量喷射区测量( IZM) 模块是用来测量每个喷射区喷入的反应剂浓度和流量。
氨水喷入前必须用来自EWP模块的过滤水将32%的氨水溶液稀释到25%左右。
每个IZM 模块包括1 台化学计量泵、1台水泵、1 个管道静态混合器和1 个现场控制盘、区段隔离阀和流量计、控制阀等。
IZM模块通常设计成含有与中央控制模块和局地顺序逻辑控制(PLC)f等控制系统相响应的化学反应剂的流量和区段压力阀。
通过该控制系统IZM 模块，可随出口NOx 浓度、负荷、燃料质量等变化来调整反应剂加入量和反应活性。
根据容量、处理前后NOx浓度和所要求的NOx去除率，氨水SNCR系统一般可采用1～5组IZM模块，并联合安装在一个滑动底板上。
（4）反应剂的分配和喷入部位混匀的氨水稀释液从IZM 模块输送到装在临近的分配模块上。
每个分配模块由流量计、平衡阀和与自动控制系统连接的调节器组成。
控制系统能精确地控制流入每个喷射器的反应剂量和雾化空气或蒸汽流量。
分配模块也包括为控制喷入过程用的手动阀、压力表和不锈钢连接管等。
供反应剂至多个喷射器的每个IZM模块只设1 个分配模块。
对于大容量要将多个喷射器安装在工业窑炉的几个不同部位，且能通过IZM 模块进行独立操作或联合操作。
应对反应剂喷入量和喷入部位进行控制，使SNCR系统对工业窑炉负荷变动和维持氨的逃逸量具有可操作性。
喷射区数量和部位由工业窑炉的温度场和流场来确定。
应用流场和化学反应的数值模拟来优化喷射部位。
典型的设计是设二层或多层喷射区，每个区设及几个喷射器。
本项目喷射器布置在工业窑炉旋风分离器区域。
（5）反应剂与烟气的混合喷射器有墙式和枪式2种类型。
墙式喷射器在特定部位插入工业窑炉内墙，一般每个喷射部位设置1个喷嘴。
墙式喷嘴应用于短程喷射就能使反应剂与烟气达到均匀混合的小型工业窑炉和尿素SNCR系统。
由于墙式喷嘴不直接暴露于高温烟气中，其使用寿命要比喷枪式长。
枪式喷射器由1根细管和喷嘴组成，可将其从炉墙深入到烟流中。
喷枪一般应用于烟气与反应剂难于混合的氨喷SNCR系统和大容量工业窑炉。
在某些设计中喷枪可延伸到工业窑炉整个断面。
喷枪可按单个喷嘴或多个喷嘴设计。
后者的设计较为复杂，因此，要比单个喷嘴的喷枪和墙式喷嘴价格贵些。
因喷射器忍受着高温和烟气的冲击，易遭受侵蚀、腐蚀和结构破坏，因此，喷射器一般用不锈钢制造，且设计成可更换的。
除此以，喷射器常用空气、蒸汽和水进行冷却。
为使喷射器最少地暴露于高温烟气中，喷枪式喷射器和一些墙式喷嘴也可设计成可伸缩的。
当遇到工业窑炉启动、停运、季节性运行或一些其他原因SNCR 需停运时，可将喷射器退出运行。
反应剂用专门设计的喷嘴在有压下喷射，以获得最佳尺寸和分布的液滴。
用喷射角和速度控制反应剂轨迹，氨喷系统常通过双流体喷嘴用载体流，如空气或蒸汽，与反应剂一起喷射。
有高能和低能两种喷射系统。
低能喷射系统利用较少和较低压力的空气，而高能系统需要大量的压缩空气或蒸汽。
大容量工业窑炉的氨或尿素系统一般均采用高能喷射系统。
高能喷射系统因需装备较大容量空压机、制造坚固的喷射系统和消耗较多的电能，其制造和运行费用均较昂贵。
用氨基作反应剂的喷射系统一般比尿素系统复杂，原因是这种系统喷射的是气相氨而不是液氨溶液。
为此，氨基喷射系统常配备多个喷嘴的高能喷枪系统。
在工业窑炉通道的宽度和高度内按网格形式布置喷枪。
（6）SNCR 脱硝的优点SNCR 脱硝技术占地面积小、对工业窑炉改造的工作量少、施工安装周期短、节省投资，较适合于老厂改造。
但由于SNCR脱硝效率较低，SNCR可以协同低NOx燃烧器改造或简易SCR等其他脱硝方式，在优化投资成本的前提下以期获得满意的脱硝效率。
[Page]3.脱硝剂的选择SNCR法NOx控制技术是在高温没有催化剂的条件下，氨基还原剂（如氨气、氨水、尿素）喷入，蒸发或热解生成NH3与其它副产物，在850~1100℃温度窗口，NH3与烟气中的NOx进行选择性非催化还原反应，将NOx还原成N2与H2O。
SNCR脱硝反应对温度条件非常敏感，另外还受制于停留时间、NH3/NO摩尔比（NSR）、氨逃逸等因素。
（1）反应温度NH3与NOx反应过程受温度的影响较大：反应温度超过1100℃时，NH3被氧化成NOx（下式），氧化反应起主导；反应温度低于1000℃时，NH3与NOx的还原反应为主，但反应速率降低，易造成未反应的NH3逃逸过高。
选择性非催化还原烟气脱硝过程是上述两类反应相互竞争、共同作用的结果，如何选取合适的温度条件是该技术成功应用的关键。
4NH3+5O2→4NO+6H2O采用氨水或尿素溶液作为脱硝还原剂时，还原剂溶液经雾化器雾化成液滴喷入，雾化液滴蒸发热解成NH3之后，才进入合适的温度区域进行还原反应。
基于氨水与尿素雾化液滴蒸发热解速度的不同，其喷入的合适温度窗口也有差别：氨水为还原剂时，窗口温度约为870℃~1100℃；尿素为还原剂时，窗口温度约为900~1150℃。
根据本项目的热力计算书，进口温度在BMCR工况时为890℃，据锅在60%负荷时温度为860℃，本项目要求在30%~100%负荷均能满足脱硝效率的要求。
因此采用氨水作为还原剂的脱硝效率及还原剂消耗量会优于采用尿素溶液作为还原剂。
（2）停留时间停留时间指的是还原剂在完成与烟气的混合、液滴蒸发、热解成NH3、NH3转化成游离基NH2、脱硝化学反应等全部过程所需要的时间。
延长反应区域内的停留时间，有助于反应物质扩散传递和化学反应，提高脱硝效率。
当合适的反应温度窗口较窄时，部分还原反应将滞后到较低的温度区间，较低的反应速率需要更长的停留时间以获得相同脱硝效率。
当停留时间超过1s时，易获得较高的脱硝效果，停留时间至少应超过0.3秒。
由于入口烟气流速较快，这样需要更短的停留时间来保证NH3与NOX的反应。
氨水相比尿素不需要热解，NH3在合适温度区域的停留时间优于尿素，更适合于本项目的使用。
（3）化学当量比（NSR）通过使用氨水，相比使用尿素，更容易达到较高的脱硝效率，在保证性能要求的前提下，化学当量比更有优势，还原剂的使用量会降低。
（4）氨逃逸由于本项目的喷射区域温度场更适合于氨水溶液，为保证脱硝效率在较低NSR的条件下实现，使用氨水作为还原剂比较合适。
若使用尿素作为还原剂，为了保证脱硝效率会喷入更多的尿素，尿素溶液在蒸发、分解过程中需要更多的停留时间，一部分未反应的NH3进入尾部温度较低的区域，这些NH3将不再与NOX发生反应而造成氨逃逸升高。
综上所述，在水泥厂行业工程烟气脱硝（SNCR）装置中，使用氨水溶液作为还原剂。
4. 脱硝工艺的选择随着国家对环保要求的日益提高，会对NO X的排放越来越严，借助某一单个的脱硝技术进行脱硝时，如采用SCR技术，脱硝率可以达到90%以上，但投资巨大，水泥行业受市场供求关系的影响，利润波动较大，暂不适宜在水泥行业推广。
采用分级燃烧技术，已不能满足国家的环保要求。
而国内大多数水泥企业的水泥窑采用了分级燃烧技术，此时分级燃烧技术+ SNCR脱硝技术已满足脱硝的要求，且综合脱硝效率达到80以上。
5.脱硝工艺的流程选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术是在没有催化剂的条件下，在850～1050℃的温度范围内，把还原剂（氨气或尿素）喷入水泥炉窑内，还原剂与炉窑中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物的排放。