水泥厂低氮燃烧及SNCR脱硝技术简介
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。
降氮脱硝之SNCR技术
“降氮脱硝”之选择性非催化还原技术（SNCR）氮氧化物（NOx）是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。
世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格，而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源，其减排更是受到格外的重视。
1.氮氧化物简介氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。
通常用NO X来统一表示。
NO X种类包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等多种化合物，但主要以NO和NO2的形式存在，它们是常见的大气污染物。
人为活动排放的NO X，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。
据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NO X约5300万吨。
NO X对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。
NO X的危害早已被人们所认知，主要体现在：NO X可以直接导致人体的呼吸道损伤，而且是一种致癌物。
NO X会使植物受损伤甚至死亡。
在阳光的催化作用下，NO X易与碳氢化物发生复杂的光化反应，产生光化学烟雾，导致严重的大气污染，破坏臭氧层。
NO X也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨。
以上光化学烟雾、酸雨及臭氧问题，近年来有恶化趋势，已经成为政府和社会大众非常关心的问题。
2.氮氧化物的工业处理工业中主要适用氨气与氮氧化物发生化学反应中和掉氮氧化物，氨气与氮氧化物分解反应后产生氮气与水，从而达到无污染排放。
现在主要应用到取暖，供电等等行业。
但在轮船等行业中，还没有较好的解决办法（主要是氨气制造比较困难而携带氨气罐又比较危险）。
在硝化反应过程中会产生含有氮氧化物的废气，这些废气必须经过处理后才能排到大气中。
(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：******************。
SNCR技术简介
烟气脱硝SNCR工艺选择性非催化还原SNCR1 、概念：SNCR（Selective NonCatalytic Reduction）——选择性非催化还原法脱硝技术。
这是一种向烟气中喷氨气或尿素等含用NH3基的还原剂在高温范围内，选择性地把烟气中的NO x还原为N2和H2O。
国外已经投入商业运行的比较成熟的烟气脱硝技术, 它建设周期短、投资少、脱硝效率中等, 比较适合于对中小型电厂锅炉的改造, 以降低其NO x排放量。
研究表明，在927~1093 ℃温度范围内，在无催化剂的作用下，氨或尿素等氨基还原剂可选择性地把烟气中的NO x还原为N2和H2O，基本上不与烟气中的氧气作用，据此发展了SNCR 法。
向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂，在高温（900~1100℃）和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NO X反应，把NO X还原成N2和H2O。
2 、反应原理2.1 NH3作还原剂4NH3+6NO→5N2+6H2O950℃范围内4NH3+5O2→4NO+6H2O2.2 (NH4)2CO作还原剂(NH4)2CO→2NH2+2CONH2+NO→N2+H2OCO+NO→N2+CO23、工艺流程放空锅炉预热器反应器废热锅炉膨胀器4、影响SNCR脱硝因素4.1 还原剂喷入点的选择喷入点必须保证使还原剂进入炉膛内适宜反应的温度区间（900~1100℃）。
适宜的温度区间被称作温度窗口。
4.2 合适的停留时间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的停留时间，这样才能保证烟气中的NOX的还原率。
4.3 适当的NH3/NOX摩尔比根据化学反应方程式NH3/NOX摩尔比应该为1，但实际上都要比1大才能达到较理想的NOX还原率，但摩尔比过大，氨逃逸量加大，同时会增加运行费用。
4.4 还原剂与烟气的充分混合还原剂和烟气的充分混合是保证充分反应的技术条件之一，类同于燃烧反应的湍流度。
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)2.1、分级燃烧技术 (5)2.2、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)6.1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3.5×10‐6（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。
水泥厂脱硝技术简介及SNCR方案介绍
SNCR系统对生产线的影响
SNCR系统喷射点位于分解炉，最合适的位置需要视实际 的温度点而定，一般来说有4-10个常用位置及4-10个备 用位置，因此不需要对分解炉进行改变；
对生产线的工艺影响； 还原剂的喷射对烟气的温度有细微的影响，大约下降2℃； 对生产线产能的影响 SNCR对生产线的产能没有影响； SNCR对热耗的影响
域的温度为（870-1090℃）将NOx还原成N2和H2O； 在NH3/NOx摩尔比0.8-3的情况下，降氮效率20-70%。如 果降氮效率达到85%时，此时氨氮摩尔比超过3，氨的逃逸率太 高，成本增加太大。
逃逸的氨基本都被生料吸收，很少有氨可以逃逸到大气中。
SNCR性能影响因素
反应温度范围； 最佳温度区的滞留时间；至少0.5s以上 喷入的反应剂与烟气混合程度； 处理前烟气NOx本底浓度； 喷入的反应剂与NOx的摩尔比； 氨的逃逸量； SNCR只有在喷射量很大时对窑系统操作有较明显影响，主
XX水泥有限公司SNCR方案
运行成本分析
脱硝幅度
1000~400 mg/Nm3
脱销率 % 60
喷射 氨氮比 1.5—2.5
还原剂喷射量 t/h
0.58—0.97
运行成本 ￥/吨熟料
3—5.1
800~400 mg/Nm3
50
1.5—2.5 0.39—0.65
2—3.4
备注
按照20%浓度的氨水，氨水按照1100元/吨到厂价计算；氨 氮比按照最高2.5计算。
SNCR降氮工艺特点
SNCR工艺中： 氨自由基与NOX反应，烟气中的氧参与反应，为放热反应，但 不足以弥补CO与O2反应放热；
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。
SNCR技术SNCR脱硝工艺介绍
SNCR技术SNCR脱硝工艺介绍我公司与美国斯普瑞公司合作，独家引进吸收该公司的SNCR烟气脱硝技术及喷雾技术，进行了技术的自主转化。
针对国内生大、中、小型锅炉的炉内脱硝技术，进一步完善了工艺系统设计，形成了技术成熟、适应国内需要的SNCR系统，可广泛适用于循环流化床锅炉、焚烧线、水泥窑等各类系统的烟气脱硝处理。
脱硝设计采用正版美国ANSYS公司的CFD计算流体力学仿真分析软件包Fluent12.0版本，目前比较流行的是采用CFD技术，对本脱硝工程SNCR系统的布置进行了数值模拟计算体力学技术（CFD）进行分析、预测。
由于SNCR反应需要在特定的温度区间和停留时间下进行，所以还原剂喷射位置的确定对SNCR系统十分关键。
错误的喷射位置会造成还原剂用量增加和达不到要求的脱硝效率。
还原剂喷射位置的确定需要通过流场模拟以确定喷射位置，流场模拟会模拟锅炉温度、气体流动和烟气混合情况，以确定合适的喷射位置。
SNCR的效率取决于以下几点：烟气温度，还原剂和烟气混合、反应的停留时间，还原剂的喷射量，还原剂的和烟气的混合效果，未控制时的NOx含量，以及氧气和二氧化碳的含量。
设计和运行良好的SNCR系统，在达到一定的脱硝效率同时，不会有过量的未反应或其他的污染物质排放到空气中。
当温度高于适合NOx脱除反应的温度范围，NOx脱除效率也将降低。
在曲线的右边，还原剂的氧化反应将增强，其将和还原剂与NOx的反应进行竞争。
尽管脱除效率低于最优，但运行的时候一般温度是高于最优温度的，这样能减少副反应的发生。
SNCR的最佳反应温度是850~1100℃。
SNCR的原理是以尿素[CO(NH2)2]等作为还原剂，雾化后注入锅炉。
在一定的温度范围内，尿素等还原剂可以在无催化剂的作用下选择性地把烟气中的NOx 还原为H2O ，故是一种选择性化学过程。
其原理如图所示。
2、SNCR技术简介SNCR技术是以PETRO SNCR系统为核心，并在此基础上进行设计转化和国内配套而发展起来的。
SNCR脱硝工艺介绍
SNCR脱硝工艺介绍在当今的工业生产中，环境保护的重要性日益凸显，其中减少氮氧化物（NOx）的排放是一项关键任务。
SNCR 脱硝工艺作为一种有效的脱硝技术，在众多领域得到了广泛应用。
接下来，让我们详细了解一下 SNCR 脱硝工艺。
SNCR 脱硝工艺，全称为选择性非催化还原（Selective NonCatalytic Reduction）脱硝工艺，是一种不需要催化剂的脱硝方法。
其原理主要是将含有氨基的还原剂，如氨水或尿素溶液，喷入到锅炉炉膛或烟道的合适温度区域（通常在 850℃ 1100℃之间），在高温条件下，还原剂迅速热分解成氨气（NH₃），氨气与氮氧化物发生化学反应，将氮氧化物还原为氮气（N₂）和水（H₂O），从而达到脱除氮氧化物的目的。
SNCR 脱硝工艺具有一些显著的优点。
首先，它的系统相对简单，投资成本较低。
与需要昂贵催化剂的 SCR（选择性催化还原）脱硝工艺相比，SNCR 不需要安装和维护催化剂系统，大大降低了设备的初始投资和运行维护成本。
其次，SNCR 脱硝工艺的建设周期短，可以较快地投入运行，满足环保排放标准的要求。
此外，SNCR 工艺对锅炉的运行影响较小，不会对锅炉的正常运行和热效率产生明显的不利影响。
然而，SNCR 脱硝工艺也存在一定的局限性。
其脱硝效率相对较低，一般在 30% 70%之间，难以达到非常高的脱硝要求。
同时，SNCR 工艺对反应温度窗口的要求较为严格，如果温度控制不当，可能会导致还原剂无法充分反应，从而影响脱硝效果。
另外，还原剂的喷射均匀性和穿透性也会对脱硝效果产生重要影响，如果喷射不均匀或穿透不足，可能会导致局部氮氧化物排放超标。
为了实现良好的 SNCR 脱硝效果，需要对多个关键因素进行精确控制。
首先是还原剂的选择和制备。
常用的还原剂有氨水和尿素溶液。
氨水具有反应活性高的优点，但储存和运输存在一定的安全风险。
尿素溶液则相对安全，但反应活性稍低，需要更高的温度条件才能有效分解。
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。
脱硝工艺介绍(sncr)
多污染物协同治理
未来SNCR技术将更加注重多污染物协同治理，实现氮氧化物、颗 粒物等多种污染物的联合脱除。
绿色低碳发展
在全球绿色低碳发展的大背景下，SNCR技术将更加注重环保和节能， 推动工业领域的绿色转型。
数据采集与监控
通过传感器和变送器采集 烟道温度、压力、流量等 参数，实时监测系统运行 状态。
故障诊断与处理
控制系统具备故障诊断功 能，能够及时发现并处理 系统故障，确保系统安全 稳定运行。
关键设备选型与性能
03
参数
还原剂喷射装置选型依据
烟气温度
根据烟气温度选择合适的 喷射装置，确保还原剂在 最佳反应温度窗口内喷入。
广泛应用
随着环保要求的日益严格，SNCR技术将在更多领域得到应用， 如电力、钢铁、水泥等行业。
技术成熟
SNCR技术经过多年的研究和实践，已经相对成熟，具有较高的 脱硝效率和稳定性。
成本效益
相对于其他脱硝技术，SNCR技术具有较低的投资成本和运行费 用，更适合中小型企业应用。
未来发展趋势预测
智能化发展
喷嘴堵塞处理
定期清洗喷嘴，使用优质还原 剂，避免杂质和结垢。
管道泄漏处理
定期检查管道连接处，及时紧 固或更换损坏部件，防止泄漏 。
仪表故障处理
定期校验仪表，确保其准确性 和可靠性，及时更换损坏部件 。
原料问题处理
确保还原剂质量稳定，定期检 查和清洗输送系统，保证畅通
无阻。
总结与展望
06
SNCR技术应用前景分析
对下游设备造成腐蚀。
停留时间对脱硝效果影响
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 (2)2、本项目脱硝工艺描述 (4)2.1、分级燃烧技术 (5)2.2、SNCR脱氮技术 (7)①卸氨系统 (8)②罐区 (8)③加压泵及其控制系统 (8)④混合系统 (9)⑤分配和调节系统 (9)⑥喷雾系统 (9)⑦水电气供给 (10)⑧控制系统 (10)⑨SNCR主要设备与设施 (10)3、氮氧化物目前排放量 (11)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) (12)（3）分级燃烧和SNCR结合的脱氮集成技术 (12)5、主要技术经济指标 (12)6、经济效益评价 (14)6.1单位成本分析 (14)6.2 运行成本分析 (14)6.3 环境及社会效益分析 (15)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3.5×10‐6（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。
脱硝技术介绍(SCR和SNCR)
选择性催化还原法（SCR）
SCR系统工艺流程－液氨
选择性催化还原法（SCR）
液氨储罐
氨蒸发槽
氨气缓冲罐
蒸发器内部结构
氨稀释槽
选择性催化还原法（SCR）
SCR系统工艺流程－尿素
选择性催化还原法（SCR）
采用尿素为还原剂的制氨系统有水解和 热解两种方式
选择性催化还原法（SCR）
SCR脱硝实例
选择性催化还原法（SCR）
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－吹灰器
催化剂表面的积灰
选择性催化还原法（SCR）
蒸汽吹灰器－耙式吹灰器
选择性催化还原法（SCR）
声波吹灰器
选择性催化还原法（SCR）
蒸汽吹灰器和声波吹灰器比较
项目 吹灰器本体 管道和附件
运行成本
声波吹灰器
蒸汽吹灰器
进口产品价格高
中等
需要安装直径为50mm的压缩空气气管。 需要直径较大的带保温层的高压蒸
常用脱硝技术
选择性催化 还原法 （SCR）
选择性非 催化还 原法
（SNCR）
SCR与 SNCR结合
小型脱硝 脱硫一体
化设备
选择性催化还原法（SCR）
选择性催化还原法（SCR）
利用还原剂在催化剂的作用下，有选择性的与烟气 中的NOX反应，生成氮气和水，从而脱出烟气中的NOX。
SCR系统特点： 结构较复杂，运行方便； 运动设备少，可靠性高； 无副产品，消耗催化剂； 脱硝效率高,80－90%； 投资高
NO再燃烧
烃生成物 CH， CH2
NOx
氨类(NH3, NH2，
N2O
NH，N)
NOx
还原气氛 氧化气氛
SNCR脱硝工艺介绍
三、SNCR 设计
c. 流场模拟 (确定喷枪位置、脱硝率 )
计算流体动力学 Computational Fluid Dynamics (CFD)
? 确定关键工艺参数的有效边界条件 ? 根据测量温度，调整CFD计算结果 ? 布置喷枪，确定还原剂复盖面积、反应温度
化学动力学模型 Chemical Kinetic Model (CKM)
? SCR: 最大85~90%脱硝率, ~100%还原剂利用率， 成本高，两种还原剂，注意煤种、炭份、均匀 性，SO2?SO3, 温度
五、应用范围
b. 联合技术
SNCR+SCR: – 形式:a) In-duct SC；R b) standalone SCR – 还原剂: a用) SNCR 氨逃逸 ；b)炉内喷尿素或氨 – 问题:还原剂成本 – 适用场合: SNCR+ 一层In-duct SCR;已有SCR+SNCR
高温 ? 快速液滴蒸发 ? 快速动力学 ?OH 浓度增加 ?尿素氧化 NOx
NOx Reduction Ammonia Slip
700 800 900 1000 1100 1200 1300
二、 SNCR技术原理
d. 影响因素
? 温度 ? NOx 初值 ? NSR ? 燃烧条件 ? 停留时间 ? 煤种 ? 炉型 ? 氨逃逸
工业应用 ? 循环流化床
? 鼓泡流化床 ? 链条炉 ? 焚烧炉
? 各类锅炉
燃煤
? 烟煤 ? 褐煤
其他燃料
? 油 – #2 和 #6 ? 天然气 ? 炼化气(高含CO) ? 城市垃圾 ? 废旧轮胎衍生燃料 ? 生物质燃料 ? 造纸黑液
五、应用范围
b. 联合技术
? SNCR: 20~80%脱硝率, 15~50%还原剂利用率,设计 参数炉型、炉温、燃烧工况，注意NH3 slip
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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+ 2CO2
NH+NH →N2+H2
2H2+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。
还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法（SNCR）。
由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。
还原剂喷入炉膛温度为850～970℃的区域，停留时间为1～2s，。
还原剂根据如下反应公式进行的反应。
4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O
8NH3 + 6NO2→7N2 + 12H2O
此项目技术取决于：
1、喷嘴位置的确定，主要考虑炉内部的气体温度,氨水还原NOx 反应的适宜温度为850℃～970℃，喷嘴的位置选择是否合适，直接决定了SNCR的脱硝效率的高低。
2、氨水溶液的雾化要求，氨水溶液喷入到窑炉后，要求氨水与NOx 必须在很短的时间内完成反应,雾化效果不好氨水就会流动到较低的温度区域,明显降低氨水还原NOx的反应程度。
3、喷嘴的结构和材质，喷嘴的质量是氨水添加设备的技术关键,喷嘴的结构设计应该首先保证使氨水溶液具有良好的雾化效果,其次应考虑喷嘴本身处于高温部位,应具有良好的耐热性能,不易烧损。
SNCR系统流程图
此套SNCR系统中包含以下四个系统组成：
1、氨水存储系统:主要设备有氨水溶液储罐和卸料泵等，用于把槽罐车上氨水卸载到氨水存储罐内，供SNCR系统使
用。
氨水储罐
氨水卸料泵氨水输送泵
2、氨水输送系统：主要设备是输送泵、管道及阀门等，是用来输送还原剂氨水到计量分配模块，输送泵一用一备。
3、喷射系统：主要设备有喷射器、喷射模块（包括调节阀、流量阀、压力传感器）等。
在计量分配模块里，形成还原剂均匀分配，并从不同的位置向喷枪供应，喷射所要求还原剂的流量，而且每支喷枪安装了用于调节压缩空气压力的调压阀，用来调节每支喷枪的空气压力，以达到喷枪的最佳雾化效果
氨水喷枪
出分配器氨水管道布置
分解炉氨水管道布置
4、电气及控制系统：主要设备有PLC控制柜、低压配
电装置等，由上海川仪工程技术有限公司自主研发出来的控制系统，主要用于氨卸载过程和SNCR系统运行时氨水流量的自动控制过程。
氨水计量分配器
电力室PLC控制柜
控制柜触摸显示屏
以上四个系统，氨水存储罐、氨卸载泵、输送泵放置在氨区，计量分配器和喷射系统放置在预热器分解炉喷射点处楼层，控制柜放置在窑尾电力室内。