工藝原理

SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction）即為選擇性非催化還原法，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的NOx脫除技術(shù)。其原理是以NH3、尿素等作為還原劑，在注入到鍋爐之前霧化或者注入到鍋爐中靠爐內(nèi)的熱量蒸發(fā)霧化。還原劑噴入爐膛溫度為（900～1100）℃的區(qū)域，氣相的氨或者尿素就會(huì)分解為自由基NH3和NH2，在該溫度區(qū)域及氧存在的條件下，還原劑熱分解產(chǎn)物NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2，該方法是以爐膛為反應(yīng)器。

其主要反應(yīng)為：

另也發(fā)生反應(yīng)：

上述主要發(fā)生在900-1100℃的溫度范圍內(nèi)。當(dāng)溫度超過(guò)1100 ℃時(shí)，NH3會(huì)被氧化成NO，反而造成NOx排放濃度增大。

工藝介紹

SNCR脫硝工藝主要包括以下四個(gè)基本過(guò)程：

1、接收和儲(chǔ)存還原劑；

2、還原劑的計(jì)量輸出、與水混合稀釋；

3、在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑；

4、還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。

5、SNCR 系統(tǒng)采取模塊方式進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，主要由還原劑循環(huán)模塊、還原劑的水稀釋模塊、還原劑計(jì)量模塊、還原劑均分模塊、還原劑注入器等模塊化組件構(gòu)成。

SNCR系統(tǒng)組成

SNCR脫硝系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊組成：氨水溶液制備儲(chǔ)存模塊、在線稀釋模塊、計(jì)量分配模塊、噴射模塊。

1、氨水溶液制備儲(chǔ)存模塊

氨水溶液經(jīng)卸氨泵進(jìn)入氨水儲(chǔ)罐。罐的容積一般滿足3 天的用量要求（氨水濃度一般為20-30%），儲(chǔ)罐一般采用304L或316L不銹鋼制造，儲(chǔ)罐裝有液位計(jì)、溫度計(jì)、濃度計(jì)等測(cè)量設(shè)備，裝有人孔、梯子及通風(fēng)孔等。儲(chǔ)罐露天放置時(shí)，四周加有隔離防護(hù)欄，并采用保溫和蒸汽伴熱使儲(chǔ)罐內(nèi)溫度不低于30%濃度氨水溶液結(jié)晶溫度18℃，并將考慮現(xiàn)場(chǎng)其他情況變量包括地震帶，風(fēng)載荷、雪載荷和溫度變化等。

2、在線稀釋模塊  

當(dāng)鍋爐負(fù)荷或爐膛出口的NOx濃度變化時(shí)，送入爐膛的氨水溶液的量也應(yīng)隨之變化，這將導(dǎo)致送入噴射器的流量發(fā)生變化。若噴射器的流量變化太大，將會(huì)影響到霧化噴射效果，從而影響脫硝率和氨殘余。因此，采用在線稀釋模塊，用來(lái)保證在運(yùn)行工況變化時(shí)噴嘴中流體流量基本不變。30%濃度氨水溶液和稀釋水通過(guò)靜態(tài)混合器稀釋成一定比例噴入爐膛。

3、計(jì)量與分配模塊  

一般每臺(tái)鍋爐配置一個(gè)計(jì)量分配模塊，包括氨水溶液計(jì)量分配模塊和壓縮空氣計(jì)量分配模塊。 由在線稀釋模塊輸送過(guò)來(lái)的低濃度的氨水溶液進(jìn)入爐前的氨水溶液計(jì)量分配模塊。計(jì)量分配模塊中安裝有電磁流量計(jì)、壓力變送器和電動(dòng)閥等，通過(guò)流量計(jì)的讀數(shù)來(lái)控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而控制每臺(tái)鍋爐需要的氨水溶液的流量。經(jīng)過(guò)計(jì)量后的氨水溶液在由模塊中的分配母管分為多路，分別通向每只噴槍。在每個(gè)支路氨水溶液管上安裝有調(diào)節(jié)閥、壓力表等裝置，用于調(diào)整每支噴槍所需的氨水溶液的流量。噴入爐膛的氨水溶液是經(jīng)過(guò)霧化后噴入的。在每臺(tái)鍋爐的計(jì)量分配模塊中還設(shè)有電動(dòng)閥，用來(lái)調(diào)節(jié)控制需要的量。

壓縮空氣經(jīng)過(guò)除水除油、調(diào)壓處理后被分配到每只噴槍。在每條壓縮空氣支路管中也設(shè)有調(diào)節(jié)閥、壓力表等裝置，用于調(diào)整每只噴槍霧化所需的壓縮空氣用量。

4、噴射模塊  

由各個(gè)計(jì)量分配模塊輸送過(guò)來(lái)的氨水溶液進(jìn)入爐前的噴槍，經(jīng)過(guò)噴槍的霧化后送入爐膛或煙道。霧化用的噴槍采用二流體噴槍，二流體噴槍主要由槍體和噴嘴組成，槍體分為內(nèi)管和外管兩個(gè)部分，溶液走內(nèi)管，壓縮空氣走外管，壓縮空氣在外管中呈螺旋狀前進(jìn)，在噴嘴出口處呈渦流狀高速噴出與溶液充分混合，通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮空氣用量與氨水溶液用量的比例使之達(dá)到霧化的效果。

5、霧化氣體

霧化氣體一般選用壓縮空氣。壓縮空氣用于加強(qiáng)氨水溶液與爐內(nèi)煙氣混合，充分混合有利于保證脫硝效果，提高氨水溶液利用率，減少尾部氨殘余。一般噴射器前的壓力應(yīng)控制在0.5～0.7MPa。 

6、稀釋水  

噴入爐膛的氨水是溶液狀的，溶解氨水的溶劑選擇最廉價(jià)易得且溶解能力較強(qiáng)的水。作為氨水溶解劑的水應(yīng)是具有軟化水質(zhì)量的純水。

影響SNCR脫硝效率的因素

1、反應(yīng)溫度，NOx的還原反應(yīng)發(fā)生在特定的溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)溫度870～1050℃；

2、停留時(shí)間，停留時(shí)間的大小取決于鍋爐氣路的尺寸和煙氣流經(jīng)鍋爐氣路的氣速，SNCR系統(tǒng)中，停留時(shí)間一般為1～10S；

3、還原劑和煙氣的混合程度，為使還原反應(yīng)充分進(jìn)行，還原劑必須與煙氣混合均勻，混合均勻程度取決于鍋爐的結(jié)構(gòu)形狀與氣流通過(guò)方式；

4、鍋爐的燃燒方式；

5、NH3/NOx摩爾比；

6、氨泄漏量。

SNCR與SCR相比較的主要特點(diǎn)

1、SNCR的反應(yīng)劑采用爐膛內(nèi)噴射，不需特殊預(yù)留空間。SNCR 不采用催化劑系統(tǒng)不存在壓力損失。      

2、SNCR不使用催化劑，因此，脫硝還原反應(yīng)的溫度比較高，比如脫硝劑為氨時(shí)，反應(yīng)溫度窗為850～1100℃。當(dāng)煙氣溫度大于1050℃時(shí)，氨就會(huì)開(kāi)始被氧化成NOx，到1100℃，氧化速度會(huì)明顯加快，一方面，降低了脫硝效率，另外一方面，增加了還原劑的用量和成本。當(dāng)煙氣溫度低于870℃時(shí)，脫硝的反應(yīng)速度大幅降低。  

3、SNCR沒(méi)有壓力損失，因此不需提高引風(fēng)機(jī)壓頭，特別是改造機(jī)組不需對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

4、SNCR由于反應(yīng)溫度窗的緣故，反應(yīng)時(shí)間以及噴氨點(diǎn)的設(shè)置、切換受鍋爐爐膛和受熱面布置的限制。   

5、SNCR為了滿足反應(yīng)溫度的要求，噴氨控制的要求很高。噴氨控制成了SNCR的技術(shù)關(guān)鍵，也是限制SNCR脫硝效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性的障礙。

6、SNCR投資較低，但脫硝效率也較低，一般為30%-50%,SCR的脫硝效率可達(dá)60-90%,但投資費(fèi)用較高。