脫硝工藝
1、 脫硝工藝介紹
氮氧化物（NOx）是在燃燒工藝過(guò)程中由于氮的氧化而產(chǎn)生的氣體，它不僅刺激人的呼吸系統(tǒng)，損害動(dòng)植物，破壞臭氧層，而且也是引起溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)之一
。世界各地對(duì)NOx的排放限制要求都趨于嚴(yán)格，而火電廠、垃圾焚燒廠和水泥廠等作為NOx氣體排放的最主要來(lái)源，其減排更是受到格外的重視。
目前全世界降低電廠鍋爐NOX排放行之有效的主要方法大致可分為以下四種：
（1）低氮燃燒技術(shù)，即在燃燒過(guò)程中控制氮氧化物的生成，主要適用于大型燃煤鍋爐等；低NOX燃燒技術(shù)只能降低 NOX 排放值的30～50%，要進(jìn)一步降低NOX 的排放, 必須采用煙氣脫硝技術(shù)。
（2）選擇性催化還原技術(shù)（SCR， Selective Catalytic Reduction），主要用于大型燃煤鍋爐，是目前我國(guó)煙氣脫硝技術(shù)中應(yīng)用最多的；
（3）選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR，Selective Non-Catalytic Reduction），主要用于垃圾焚燒廠等中、小型鍋爐，技術(shù)成熟，但其效率低于SCR法；投資小，建設(shè)周期短。
（4）選擇性催化還原技術(shù)（SCR）+選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR），主要用于大型燃煤鍋爐低NOx排放和場(chǎng)地受限情況，也比較適合于舊鍋爐改造項(xiàng)目。
采用選擇性非催化還原法（SNCR）技術(shù)來(lái)降低電廠鍋爐NOx排放。為此，將電廠SNCR脫硝法介紹如下：
2、選擇性非催化還原法（SNCR）技術(shù)介紹
1） SNCR 脫硝技術(shù)是一種較為成熟的商業(yè)性 NOx控制處理技術(shù)。SNCR 脫硝方法主要是將還原劑在850～1150 ℃ 溫度區(qū)域噴入含 NOx 的燃燒產(chǎn)物中, 發(fā)生還原反應(yīng)脫除 NOx , 生成氮?dú)夂退NCR 脫硝在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中可達(dá)到 90%以上的 NOx脫除率。在大型鍋爐應(yīng)用上, 短期示范期間能達(dá)到75%的脫硝效率。SNCR 脫硝技術(shù)是 20世紀(jì) 70 年代中期在日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S開(kāi)始應(yīng)用的, 80 年代末歐盟國(guó)家一些燃煤電廠也開(kāi)始了SNCR 脫硝技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用, 美國(guó) 90 年代初開(kāi)始應(yīng)用 SNCR 脫硝技術(shù), 目前世界上燃煤電廠SNCR 脫硝工藝的總裝機(jī)容量在 2GW 以上。
本工程SNCR 脫硝系統(tǒng)選用的脫硝劑是氨水。將氨水稀釋成一定比例的稀氨水, 用輸送泵送至爐前噴槍。
2）SNCR工作原理
選擇性非催化還原(SNCR)脫硝工藝是將含有 NHx 基的還原劑(如氨氣、 氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為850℃-1150℃的區(qū)域，還原劑通過(guò)安裝在屏式過(guò)熱器區(qū)域的噴槍噴入，該還原劑迅速熱分解成 NH3和其它副產(chǎn)物，隨后 NH3 與煙氣中的 NOx 進(jìn)行 SNCR 反應(yīng)而生成 N2和H2O。
3）SNCR系統(tǒng)組成
本方案采用典型的SNCR脫硝工藝，其系統(tǒng)主要由本系統(tǒng)主要包括：卸氨模塊（還原劑制備模塊）、還原劑儲(chǔ)存模塊、濃度調(diào)整（稀釋?zhuān)┠K、計(jì)量分配模塊、噴射模塊以及SNCR控制模塊等六部分組成。
4）SNCR工藝流程
SNCR的典型工藝流程為：還原劑—>鍋爐/窯爐（反應(yīng)器）—>除塵脫硫裝置—>引風(fēng)機(jī)—>煙囪。還原劑以氨水（尿素溶液）為主，20%氨水溶液（或尿素需增加制備模塊制成尿素溶液）經(jīng)輸送化工泵送至靜態(tài)混合器，與稀釋水模塊送過(guò)來(lái)的軟化水進(jìn)行定量的混合配比，通過(guò)計(jì)量分配裝置精確分配到每個(gè)噴槍?zhuān)缓蠼?jīng)過(guò)噴槍噴入爐膛，實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)。如下圖所示：
向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)
5）SNCR反應(yīng)過(guò)程
1、NH3 作為還原劑：
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O
2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O
6NO2+8NH3—>7N2+12H2O
2、尿素作為還原劑：
CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O
CO（NH2）2+ H2O—>2NH3+CO2
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O
2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O
6NO2+8NH3—>7N2+12H2O
6） SNCR技術(shù)特點(diǎn)
1、脫硝效率可達(dá)75%。
2、氨逃逸較高8~12ppm。
3、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資省。
4、無(wú)催化劑，運(yùn)行費(fèi)用省。
5、占地面積小。
SNCR技術(shù)投資成本低，建設(shè)周期短，脫硝效率中等，比較適用于缺少資金的發(fā)展中國(guó)家和適用于對(duì)現(xiàn)有中小型鍋爐的改造。這種技術(shù)的不足之處就是 NOx的脫除效率不高，氨逃逸比較高。所以單獨(dú)使用 SNCR技術(shù)受到了一些限制。但對(duì)于中小型機(jī)組或老機(jī)組改造，由于它在經(jīng)濟(jì)性能方面的優(yōu)勢(shì)，仍不失其吸引力。
SNCR法不使用催化劑，采用爐膛噴射脫硝，氨還原NOx在850-1150℃這一狹窄溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。噴入的氨與煙氣良好混合是保證脫硝還原反應(yīng)充分進(jìn)行、使用最少量氨達(dá)到最好效果的重要條件。若噴入的氨未充分反應(yīng)，則泄漏的氨會(huì)影響鍋爐爐尾部受熱面，不僅使煙氣飛灰容易沉積在受熱面，且煙氣中氨遇到三氧化硫會(huì)生成硫酸氨，易堵塞空氣預(yù)熱器，并有腐蝕危險(xiǎn)。
目前，國(guó)外對(duì) SNCR的研究除了進(jìn)一步提高其效率和安全性之外，另一個(gè)重點(diǎn)是對(duì) SNCR和其它脫硝技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用的研究。
SNCR工藝的經(jīng)濟(jì)性分析
SNCR工藝以鍋爐爐膛為反應(yīng)器，可通過(guò)對(duì)鍋爐外圍的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的脫硝，工程建設(shè)周期短，其投資成本和運(yùn)行成本與其它脫硝技術(shù)相比都是比較低的，因此非常適合對(duì)現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行改造，特別適合于中小型鍋爐的脫硝改造。一方面在較低投資條件下有效提高了脫硝的效率，另一方面，也很好的控制了氨逃逸，為國(guó)家環(huán)保事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。
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