玻璃炉窑烟气脱硝

玻璃炉窑烟气SNCR脱硝项目

一、工艺简介

1．工艺原理

将尿素溶解、稀释后通过雾化喷射系统直接喷入炉窑合适温度区域（900~1100℃），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。

尿素作为还原剂的主要反应：

2NO+CO(NH2)2 +1/2O2→ 2N2 + CO2 + 2H2O

当反应区温度过低时，反应效率会降低；当反应区温度过高，尿素会直接被氧化成N2和NO。

2．SNCR脱硝技术特点。

2.1占地面积小：不需要额外反应器，反应在炉内进行;

2.2运行成本低：不需要催化剂，能耗低;

2.3制造成本低：工艺流程短,SNCR脱硝技术经济性高;

3．影响脱硝效率的主要因素

3.1合适温度窗口的选择

3.2足够的停留、反应时间

根据其他SNCR脱硝项目经验，合适温度下的反应时间至少需要1秒钟。

3.3适当的NH3/NO摩尔比

根据反应式，CO(NH2)2与NO完全反应的摩尔比为1: 2，要确保脱硝效率，摩尔比需略大于1:2。

3.4还原剂和烟气的充分混合

为确保充分混合，将尿素溶液用雾化喷枪喷入炉内与烟气充分混合。

二、工艺流程确定

1．烟气工况条件

2．脱硝喷洒点确定

根据SNCR脱硝工艺特性，本项目脱硝点选择在玻璃窑炉两侧的蓄热室内，走废气一侧的蓄热室内开启脱硝喷洒装置，走空气的一侧关闭脱硝装置。玻璃炉窑气流交换时，脱硝装置同时交换，确保对炉窑废气进行喷洒。

3．工艺流程

4．系统说明

4.1尿素溶液制备系统该系统由尿素储仓、溶解池、输送泵、溶液储罐等组成，是将固体尿素制备成 50% 尿素溶液储存在溶液储罐中备用。

4.2尿素溶液循环输送系统，该系统由泵，加热装置等组成，负责将50%尿素溶液按合适的流量（根据废气流量和NOx含量计算得出）输送至计量系统。配套加热装置的循环系统主要在冬天使用，用于给尿素溶液加热，防止尿素溶液因气温低而结晶。

4.3 计量控制系统，该系统由计量模块和分配模块组成计量模块将 50%的尿素溶液根据温度监测系统进行加水稀释，其目的为控制脱硝反应温度在1000℃左右，稀释后的溶液通过分配模块进入喷射系统

4.4分配控制系统，分配模块用来控制到每个喷枪的雾化/冷却空气、尿素溶液流量，达到较佳的雾化效果，以及随大炉燃烧气流交换调整两侧喷射系统的喷射控制。

4.5喷射系统喷射系统由自动伸缩喷枪墙式喷枪和多喷嘴喷枪组成该系统负责将尿素溶液喷设置指定区域

4.6温度监视系统该温度监测系统为连续性光学监视器，用来监测炉膛内烟气温度根据温度监视器所感应的温度决定适当的喷射，得到最佳化的 NOx 还原、还原剂流量与氨泄漏量

5．选择 SNCR 工艺需注意的问题

5.1由于尿素的溶解过程是吸热反应，其溶解热高达 -57.8cal/g（负号代表吸热）。也就是说，当 1克尿素溶解于 1 克水中，仅尿素溶解，水温就会下降57.8℃。而 50% 的尿素溶液的结晶温度是 1

6.7℃。所以，在尿素溶液配制过程中需配置功率强大的热源，以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下，该问题将会暴露的更明显。

5.2在整个脱硝工艺中，尿素溶液总是处于被加热状态。若尿素的溶解水和稀释水（一般为工业水）的硬度过高，在加热过程中水中的钙、镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢、堵塞。因此，必须在配制尿素溶液时采用软水作为脱硝工艺水，甚至要添加阻垢剂。

5.3由于多喷嘴喷射器工作在炉膛内部高温区，为防止喷射器冷却水管路内部结垢。需采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。

5.4在 SNCR 脱硝工艺中，压缩空气的耗量也是较大的。喷射雾化需要压缩空气，设备的冷却需要压缩空气，管路吹扫也需要压缩空气。故改项目需要考虑压缩空气的富裕量。

三、物料平衡

废气中NOx的NO与NO2比例约为9:1，NO为30，NO2分子量为46，NOx分子量约为31.6，废气中NOx含量按800mg/m3，NOx摩尔浓度

0.025mol/m3，废气流量为15000N m3/h，NOx每小时摩尔数为375mol。

NOx与CO(NH2)2摩尔比按2:1.2为最佳脱硝反应条件，则每小时需CO(NH2)2375×1.2÷2=225mol, CO(NH2)2分子式为60，每小时需耗CO(NH2)213.5kg。

50%尿素溶液密度为1140kg/m3,含1kg尿素的溶液容积为1.75L

如废气中NOx含量按定值800mg/m3计，则每小时耗

CO(NH2)2=Q*0.8*0.6*60/(31.6*1000)=0.9*10-3Q（kg）折算50%尿素溶液1.575*10-3Q（L）

注：Q为炉窑废气流量，单位N m3/h

例：含NOx800mg/m3的废气流量为15000N m3/h时，耗尿素13.5

kg/h，耗50%尿素溶液23.6L/h。每天耗尿素324 kg，耗50%尿素溶液566.4L。

四、系统流程图

五、设备清单

六、控制操作说明

1．配置尿素溶液

1.1根据每天窑炉焦粉投入量计算出废气流量。根据废气流量和NOx含量计算尿素的使用量。

1.2每天称量324kg加入到溶解池，打开电动阀门1，注入324L软水到溶解池，开启溶解池搅拌装置直至尿素充分溶解。软水注完后关闭电动阀门1。

1.3如遇冬天气温低，需开启加热装置，将软水加温后注入溶解池，确保尿素能充分溶解。

1.4确定尿素充分溶解、无晶体析出，确定尿素溶液储罐液位在一半以下，开启电动阀门2，将尿素溶液储存到储罐。尿素溶液全部储存完后关闭电动阀门2。

1.5以上配置尿素溶液操场每天执行一次。