SNCR烟气脱硝工艺简介

SNCR烟气脱硝工艺简介

1、工艺比较

目前，烟气脱硝工艺技术主要有三类：SNCR、SCR和SNCR-SCR，

三种技术性能比较见表1。

表1 选择性还原脱硝技术性能比较

2、SNCR工艺简介

选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝技术是目前主要的烟气脱硝技术之一。在炉膛850～1000℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用，据此发展了SNCR 法。在800～1250℃范围内，NH3或尿素还原NOx 的主要反应为：

氨为还原剂4NH3 + 4NO + O2→ 4 N2+ 6 H2O

尿素为还原剂CO (NH2)2→ 2 HN2 + CO

NH2 + NO →N2 + H2O

NO + CO →N2 + CO2

当温度过高时，部分氨还原剂就会被氧化而生成NO X，发生副反应：

4NH3+ 5O2

→4NO + 6H2O

SNCR工艺是一种成熟的脱硝技术，在国内外均有广泛的应用。尤其在小型的燃煤、燃油、垃圾焚烧、燃气机组或工业锅炉上，SNCR 具有其一定的优越性。SNCR 系统较为简单，可以根据机组运行状况灵活处理，不受机组燃料和负荷的变化而受影响，施工周期短，SNCR 对其他系统的运行(如空气预热器和除尘器)都不产生干扰及增加阻力。同SCR 烟气脱硝技术相比，SNCR 的投资与运行成本相对较低，没有额外的SO2/SO3转化率，非常适和老厂的脱硝改造。若需进一步降低氮氧化物的浓度，可在尾部加设SCR 反应器，形成SNCR-SCR 混合技术，只需加装少量的催化剂就可满足进一步的排放要求。

3、SNCR 的优点

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 技术应用在大型煤粉锅炉上，长期现场应用一般能够达到30～50%的脱硝率，在循环流化床锅炉上增设SNCR装置通常可达到60%以上的脱硝效率。

2) 还原剂多样易得：SNCR 技术中常用的还原剂，包括液氨、氨水、尿素等。但效果较好、实际应用最广泛的是氨水和尿素。本工程应用20%氨水。

3) 无二次污染：SNCR 技术是一项清洁的技术，没有任何固体或液体的污染物或副产物生成，无二次污染。

4) 经济性好：由于SNCR不需要昂贵的催化剂，因此投资成本和运行成本较低。

5) 系统简单、施工时间短：SNCR 技术最主要的系统就是还原剂的储存系统和喷射系统，主要设备有储罐、泵、喷枪和必要的管路、仪控设备。由于设备简单，SNCR 技术的安装期短，仅需15天左右停炉时间，小修期间即可完成炉膛施工。

6) SNCR 技术不需要对锅炉燃烧设备和受热面进行大的改动，也不需要改变锅炉的常规运行方式，对锅炉的主要运行参数也不会有显著影响。

4、主要影响因素

SNCR 工艺使用氨基还原剂，在窗口温度区域850～1000°C

把还原剂喷入到烟气中，与烟气中的NOx发生还原反应，脱除NOx，生成N2和H2O，煤粉炉及循环流化床锅炉SNCR 过程原理示意参见图1。由于在一定温度和氧中氛围时，氨气还原反应中占主导，表现出选择性，因此称之为选择性非催化还原。在SNCR 技术设计和应用中，影响脱硝效果的主要因素包括：

1) 温度范围；

2) 合适的温度范围内可以停留的时间；

3) 反应剂和烟气混合的程度；

4) 未控制的NOx 浓度水平；

5) 化学计量比NSR；

6) 气氛(氧量、一氧化碳浓度)的影响；

7) 还原剂的类型和状态；

8) 添加剂的作用；

图1 锅炉SNCR 过程原理示意图

5、工艺系统和设备

图2 SNCR工艺流程图

5.1 还原剂储存模块

有三类物质可以作为SNCR脱硝技术的还原剂：氨水、液氨

和尿素。本文章以氨水溶液作为还原剂进行SNCR工艺叙述。氨水储存在竖直的不锈钢储罐中。根据系统运行的还原剂耗量及业主要求的储量来确定罐尺寸。氨水罐顶部设有就地压力表和远传压力变送器，同时设有安全阀。氨水罐同时配有磁翻板液位计，能够就地显示和具备远传功能。

业主购买合格的氨水通过氨水卸载泵输送至氨水储罐，氨水卸载泵一用一备，泵出口设有现场指示压力表。

图5.1 氨水罐

氨储罐附近检测出有氨泄漏，声光信号将发出警报同时检测装置将向控制系统报警。当需要充填氨储罐时，低液位计会向主控系统（DCS）发送警报。氨储罐的液位由DCS监测并显示。

为了防止由于过热引起的氨蒸汽的释放，氨水罐体以及其辅助设施采取遮阳防雨措施以避免阳光直晒和雨淋。氨水罐四周敞开，保持自然通风。遮雨棚使用镀锌钢板或波纹钢版

搭建，并配有照明、接地和防雷设施。紧急喷淋（配有洗眼器）使用镀锌钢管供水，放置于雨棚外边。

5.2 氨水输送模块

氨输送模块是将氨水储罐中的氨水通过氨水输送送至混合喷射模块。设置氨水输送泵两台，一用一备，泵出口均设置就地显示压力表，实时监测泵压力。

图5.2 氨水输送模块

5.3 稀释水存储及输送模块

来自业主的稀释水注入到稀释水罐储存，稀释水罐设有浮球阀，能够自动控制稀释水罐中的水量，满足工艺对氨水稀释到适当浓度的要求。

稀释水罐设有溢流和排空管道，同时设置磁翻板液位计，能够现场显示和远传。

稀释水输送模块将稀释水输送至混合喷射模块，设置稀释水输送泵两台，一用一备，泵出口设置就地压力表

图5.3 稀释水存储及输送模块

5.4 混合分配模块

氨水和稀释水在混合分配模块进行混合。设置混合分配模块1个，用来测量和控制正常运行时需要的氨水量的组件被装配在计量混合柜中。这些模块配有气动调节阀和流量计等，用来自动控制到喷枪的氨水溶液总流量。

图5.4 计量混合柜

通过调节氨水的喷入量来控制脱硝装置出口NOx的浓度，稀释水作为氨水喷射的载体。氨水用量和稀释水的用量由流量计检测，气动调节阀控制。

5.5 还原剂喷射模块

经过混合稀释后的氨水通过喷枪喷入锅炉旋风筒入口。氨水采用压缩空气雾化，同时喷枪也采用压缩空气进行冷却。通过转