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脱硝改造中SNCR-SCR混合工艺简介

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脱硝改造中SNCR-SCR混合工艺
华电新疆发电有限公司苇湖梁电厂胡龙李爱莲谭亮
[摘要]SNCR-SCR混合脱硝工艺是一种独立于SCR和SNCR的脱硝工艺。

本文介绍了SNCR-SCR 混合脱硝工艺的特点和存在问题，并与SCR工艺进行了比较。

[关键词]SNCR-SCR混合脱硝工艺; 脱硝; 改造
1 前言
2012年1月1日，《火电厂大气污染物排放标准》正式实施，要求现有燃煤火电发电厂必须在2014年7月前氮氧化物排放浓度小于100mg/Nm3（2003年前投运机组小于200mg/Nm3），但重点地区所有机组氮氧化物排放浓度小于100mg/Nm3。

随着标准的颁布，火力发电厂均开始了脱硝改造的前期工作。

现脱硝应用比较成熟的有SNCR、SCR工艺和SNCR-SCR混合脱硝工艺。

2 SNCR-SCR混合脱硝工艺路线的特点
相对SNCR、SCR方案，SNCR-SCR混合方案虽然应用很少，但却是一种很有特点的脱硝改造方案。

SNCR-SCR混合脱硝工艺不是SNCR和SNR工艺简单的组合，而是结合了SCR高效、SNCR投资省的特点而发展的新型工艺。

混合SNCR-SCR工艺具有2个反应区，通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第1个反应区—炉膛，在高温下还原剂与NO X在没有催化剂参与的情况下发生还原反应，实现初步脱硝。

然后未反应的还原剂进入混合工艺的第2个反应区——SCR反应器，在有催化还原的情况下进一步脱硝。

图1 SNCR/SCR混合工艺
2.1 SNCR-SCR混合工艺特点
(1)脱硝效率高
单一的 SNCR工艺脱硝效率最低, 一般在 40 %以下,而混合SNCR-SCR工艺可获得与SCR工艺一样高的脱硝率( 80%以上)。

(2)催化剂用量小
SCR工艺中使用了脱硝催化剂, 虽然大大降低了反应温度和提高了脱硝效率, 但是由
于催化剂价格昂贵,一般占整个SCR工艺总投资的1/3左右,并且由于硫中毒、颗粒物污染等需要定期更换,运行费用很高。

混合工艺由于其前部SNCR工艺的初步脱硝,降低了对催化剂的依赖。

与SCR工艺相比,混合工艺的催化剂用量大大减少。

(3）反应塔体积小,空间适应性强
混合SNCR-SCR工艺因为催化剂用量少, 在一些工程中可以通过直接对锅炉烟道、扩展烟道、省煤器或空气预热器等进行改造来布置 SCR反应器,大大缩短了反应器上游烟道长度。

因此, 与单一的SCR工艺相比, 混合工艺无须复杂的钢结构, 节省投资,受场地的限制小。

（4）脱硝系统阻力小
由于混合工艺的催化剂用量少, 反应器小及其前部烟道短,所以,与传统SCR工艺相比,系统压降将大大减小,从而减少了引风机改造的工作量,降低了运行费用。

（5）降低腐蚀危害
当煤炭含硫量高时, 燃烧后会产生较高浓度的SO2及SO3,SCR催化剂的使用,虽然有助于提高脱硝效率,但也存在增强SO2向SO3转化的副作用。

烟气中 SO3含量增加, 使得烟气的酸露点温度增加,SO3与烟气中的水分形成硫酸雾, 当温度较低时,硫酸雾凝结成硫酸附着在下游设备上造成腐蚀；而且,SO3还会与氨反应形成黏结性很强的 NH4HSO4,在烟气温度较低时,堵塞催化剂、沾污受热面。

由于混合工艺减少了催化剂的用量, 将使这一问题得到一定程度的遏制。

（6）省去SCR旁路
频繁启停、长期低负荷运行或超负荷运行的机组,都可能造成排烟温度超出催化剂的适用范围,从而缩短催化剂寿命。

为此,SCR工艺一般需要设置旁路系统,以避免烟温过高或过低对催化剂造成的损害。

但旁路的设置又增加了初投资,并对系统控制和场地面积等提出了更高的要求。

由于混合 SNCR - SCR工艺的催化剂用量大大降低,因此可以不设置旁路系统。

这样一来,不但减少了初投资,而且还降低了系统控制的复杂程度和对场地的要求。

（7）简化还原剂喷射系统
为了达到高效脱硝的目的,要求喷入的氨与烟气中的 NOx有良好的接触,以及在催化反应器前获得分布均匀的流场、浓度场和温度场。

为此,单一的SCR工艺必须通过设置静态混合器、AIG及其复杂的控制系统,并加长烟道以保证AIG与SCR反应器之间有足够远的距离。

而混合SNCR-SCR工艺的还原剂喷射系统布置在锅炉炉墙上,与下游的SCR反应器距离很远, 因此无需再加装AG和静态混合器, 也无需加长烟道,就可以在催化剂反应器入口获得良好的反应条件。

（8）提高 SNCR阶段的脱硝效率
单纯的 SNCR工艺为了满足对氨逃逸量的限制, 要求还原剂的喷入点必须严格选择在位于适宜反应的温度区域内。

在混合SNCR-SCR工艺中,SNCR阶段的氨泄漏是作为 SCR反应还原剂来设计的, 因此, SNCR阶段可以无需考虑氨逃逸的问题。

相对于独立的SNCR工艺,混合SNCR-SCR工艺氨喷射系统可布置在适宜的反应温度区域稍前的位置, 从而延长了还原剂的停留时间。

而在SNCR过程中未完全反应的氨在下游SCR 反应器中被进一步利用。

混合工艺的这种安排, 有助于提高SNCR阶段的脱硝效率。

目前,混合脱硝工艺SNCR阶段的脱硝效率可达到 55 %以上。

（9）方便地使用尿素作为脱硝还原剂
由于液氨在运输和使用过程中存在诸多不安全因素,如液氨储罐漏损、氨气泄漏引起爆炸等。

因此在更多的SCR工艺设计中开始寻求其他安全的替代还原剂。

近年研究用尿素代替NH3作还原剂, 使得操作系统更加安全可靠, 且不必担心因 NH3泄漏造成新的污染,尿素制氨系统成为 SCR工艺的一个主要发展方向。

然而, 由于该系统需要复杂和庞大的尿素热解装置,投资费用很大。

混合工艺可以省去热解装置,通过直接将尿素溶液喷入炉膛,利用锅炉的高温, 将尿素溶液分解为氨, 既方便又安全。

（10）有利于达标排放的分步到位
混SNCR-SCR工艺两个脱硝区域的设立可以分步实施。

在排放标准较低的情况下,可以先只采用单一的SNCR工艺,随着环保标准的提高,再加装催化反应器。

而混SNCR-SCR工艺的紧缩型SCR反应器,占地面积和工程量均较小,通过利用其前部SNCR逃逸氨作为脱硝还原剂, 可以方便地过渡到混合SNCR-SCR工艺, 将脱硝效率提高到新标准的水平。

2.2 SCR工艺、SNCR-SCR混合工艺综合比较
新建电厂一般都在锅炉设计时采取低氮燃烧和预留有脱硝空间，因此直接改造SCR（选择性催化还原）系统便可达到100mg/Nm3。

而老厂脱硝改造时却面临多种方案的选择：SCR 方案或SNCR-SCR混合方案。

表1 SCR工艺、SNCR-SCR混合工艺综合比较
项目SCR工艺混合SNCR-SCR工艺
还原剂NH3或尿素尿素为主
前段：850-1100 反应温度320-400
后段：320-400 催化剂用量2层1层
脱硝效率80% 80%
省煤器与SCR反应器之间
还原剂喷射位置
炉膛内2-3层喷嘴
烟道
SO2/SO3转化率转化率较高转化率较低
NH3逃逸率0.0003-0.0005 0.0005-0.0010 对空气预热器的影响易堵塞或腐蚀不易堵塞或腐蚀系统压力损失高低
燃料的影响影响大影响小（催化剂少）
催化剂吹灰需布置多层只需布置1层投资及运行费用很高较高
占地面积较大较小
老厂改造复杂较容易
3 SNCR-SCR混合工艺的问题
3.1 由于锅炉切圆燃烧在炉膛出口产生偏转，SNCR喷枪喷入的尿素热解NH3在烟气中分布不均，这种不均使烟气在流过催化剂时NH3局部浓度过高，而某些地方的浓度又会很低，从而导致SCR的整体脱硝效果降低。

3.2 低温空气预热器堵塞。

虽然SNCR-SCR混合脱硝工艺只有一层催化剂，但还是有少量的SO2被氧化成SO3：
SO2＋1/2O2→SO3
NH3+SO3＋H2O→NH4HSO4
2NH3+SO3＋H2O→(NH4)2SO4
SO3＋H2O→H2SO4
SO3和少量的未反应的NH3形成硫酸氢铵，硫酸氢铵极易与飞灰粘结并沉积、堵塞在空气预热器表面。

解决上述问题，关键在于选择好SNCR的喷射系统，使还原剂与烟气充分混合，不仅能提高烟气脱硝效率，而且会减少NH3逃逸率。

4 结论
氮氧化物是“十二五”期间减排约束性指标，烟气脱硝是必然的趋势。

根据企业具体情况，采用技术经济合理的工艺是企业决策者面临的抉择。

由于SNCR-SCR混合脱硝的投资运行费用省、安全高效、对锅炉改动少、适用于尿素做还原剂、分步到位的特点，特别适用于老厂脱硝改造。

参考文献
[1]李晓芸、蔡小峰.混合SNCR-SCR烟气脱硝工艺及其应用[J].华电技术，2008.30(3)
[2]龚家戚、李庆.燃煤电厂SNCR与SCR联合脱硝工艺在国内的首次应用[J].华北电力技术，2011.2(31)。

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脱硝-SNCR-SCR-简介

脱硝-SNCR-SCR-简介

选择性催化还原选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在相对较低的温度下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。

其中主要反应如下：4NH3+6NO=5N2+6H2O8NH3+6NO2=7N2+12H2O4NH3+3O2=2N2+6H2O4NH3+5O2=4NO+6H2O2NH3可逆生成N2+3H2SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及控制系统等组成，为避免烟气再加热消耗能量，一般将SCR反应器置于省煤器后、空气预热器之前，即高尘段布置。

氨气在加入空气预热器前的水平管道上加入，与烟气混合。

催化反应系统是SCR 工艺的核心，设有NH3的喷嘴和粉煤灰的吹扫装置，烟气顺着烟道进入装载了催化剂的SCR 反应器，在催化剂的表面发生NH3催化还原成N2。

催化剂是整个SCR系统关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。

目前普遍使用的是商用钒系催化剂，如V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2。

在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。

该工艺于20 世纪70年代末首先在日本开发成功，80 年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用。

在NH3/NO x的摩尔比为1时，NO x的脱除率可达90%，NH3的逃逸量控制在5 mg/L以下。

由于技术的成熟和高的脱硝率，SCR法现已在世界范围内成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。

截至2010年底，我国已投运的烟气脱硝机组容量超过2亿kW，约占煤电机组容量的28%，其中SCR机组占95% 。

柴油机所产生的微粒(PM)和氮氧化物(NOx)是排放中两种最主要的污染物。

从目前降低汽车尾气排放的技术途径来看，要达到欧Ⅳ排放标准，一般不再从发动机本身的结构方面采取措施，通常是采取排气后处理的方式来降低污染物的排放量，而尿素-SCR 选择性催化还原法是最具现实意义的方法，它能把发动机尾气中的NOx减少50%以上。

--SNCR-SCR联合脱硝工艺的工程应用--精选

--SNCR-SCR联合脱硝工艺的工程应用--精选

SNCR-SCR联合脱硝工艺的工程应用在燃煤锅炉产生的氮氧化物（NOx）中，绝大部分为一氧化氮（NO），其毒性不是很大，但是在大气中易被氧化成二氧化氮（NO2）。

二氧化氮比较稳定，其毒性是一氧化氮的4~5倍，空气中二氧化氮的体积分数达到(20~50)×10-6时，就会对人体器官产生强烈的刺激。

此外，氮氧化物还是化学烟雾和酸雨形成的重要贡献者。

随着我国工业的不断发展，能源消耗也不断提高，氮氧化物的排放量也随之快速增长。

若不采取有效控制措施，将使我国大气污染的性质发生根本性的变化，从而导致一系列的城市和区域环境问题，对人体健康和生态环境构成威胁。

我国是一个煤炭大国，目前集中供热热源还是以燃煤锅炉房、燃煤热电厂为主，燃烧产物中氮氧化物的含量较高，必须采取有效的脱硝措施。

本文对选择性非催化还原脱硝-选择性催化还原脱硝联合脱硝工艺的工程应用进行探讨。

1脱硝工艺的特点表1各种脱硝工艺的特点液体吸收法主要包括水吸收法、酸性吸收法、碱中和吸收法等，我国化工行业废气处理常采用这种方法，对于以一氧化氮排放为主的燃煤烟气处理不太适合。

虽然微生物法具有工艺设备简单、能耗和处理费用低、效率高、无二次污染等优点，但目前仍处于研究阶段，工业应用还鲜有报道。

活性炭吸附法不仅可吸附烟气中的氮氧化物，对二氧化硫也有较强的吸附作用，但该工艺对二氧化硫脱除反应优先于氮氧化物，且系统比较复杂，活性炭再生频繁。

电子束法为干法处理过程，不产生废水废渣，能同时实现脱硫脱硝，效率较高，但设备造价高，电子加速器维护难度高，副产品市场价值不高。

SCR脱硝工艺凭借技术成熟、脱硝效率高的优势，已成为火力发电厂脱硝的主流工艺。

在SNCR脱硝工艺低运行费用特点的基础上，SNCR-SCR联合脱硝工艺综合了SCR脱硝工艺高脱硝效率及低氨溢出率的特点，使得SNCR-SCR联合脱硝工艺具有较高的脱硝效率、较低的运行费用及适中的造价的特点。

2、SNCR-SCR联合脱硝工艺机理SNCR脱硝工艺是把还原剂（氨、尿素，当尿素作为还原剂时，在炉膛内需经热分解得到氨）喷入炉膛温度800~1100℃的区域，还原剂与烟气中的氮氧化物进行非催化还原反应。

混合SNCRSCR烟气脱硝技术

混合SNCRSCR烟气脱硝技术

混合SNCR/SCR烟气脱硝技术引言烟气中的氮氧化物（NOx）是一类对大气环境具有严重危害的化学物质。

煤炭和石油的燃烧过程中产生的NOx排放量高，对空气质量和人类健康造成威胁。

为了控制烟气中的NOx排放，研发了多种不同的脱硝技术。

其中混合SNCR/SCR烟气脱硝技术是一种高效且经济的方法。

本文将介绍混合SNCR/SCR烟气脱硝技术的原理、应用和优势。

混合SNCR/SCR烟气脱硝技术的原理混合SNCR/SCR烟气脱硝技术是一种结合了选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）的方法。

具体原理如下：1.SNCR：选择性非催化还原是利用还原剂（例如氨水、尿素溶液）在高温下与NOx反应生成氮气和水。

这种反应过程发生在燃烧室或锅炉的燃烧区域中，通过调节还原剂的喷射位置和流量，可以实现对烟气中NOx的脱硝效果。

2.SCR：选择性催化还原是利用SCR催化剂（通常为氨基催化剂）在低温下催化氨和NOx之间的反应。

这种反应需要在还原剂（氨水、尿素溶液）的存在下进行，并且必须在一定的温度范围内才能实现高效的脱硝效果。

SCR 催化剂通常被放置在锅炉尾部或烟囱内的催化反应器中，烟气经过催化剂层时，NOx与氨发生反应生成氮气和水。

混合SNCR/SCR烟气脱硝技术是将SNCR和SCR两种脱硝方法结合起来，既能在高温区域降低NOx排放，又能在低温区域进一步脱硝，达到更高的脱硝效率。

混合SNCR/SCR烟气脱硝技术的应用混合SNCR/SCR烟气脱硝技术主要应用于煤炭和石油燃烧等高温烟气脱硝领域。

以下是一些典型的应用案例：1.火电厂：混合SNCR/SCR烟气脱硝技术在火电厂的锅炉烟气处理中得到广泛应用。

通过在燃烧过程中添加适量的还原剂和催化剂，可以降低烟气中的NOx排放量，符合环保要求。

2.钢铁工业：钢铁生产过程中产生的高温烟气中含有大量的NOx，采用混合SNCR/SCR烟气脱硝技术可以有效地降低NOx排放，保护环境和工人的健康。

sncr和scr工艺流程

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