选择性非催化还原法(SNCR)
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工艺方法——SNCR脱硝技术工艺简介选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,简称SNCR)脱硝是一种成熟的NOx控制处理技术,系统相对简单,脱硝效率能达到50%。
1、脱硝机理SNCR脱硝技术是把炉膛作为反应器,在没有催化剂的条件下,将还原剂氨水(质量浓度20%-25%)或尿素经稀释后通过雾化喷射单元喷入热风炉或隧道窑内合适的温度区域(850℃-1050℃),雾化后的还原剂将NOx(NO、NO2等混合物)还原,生成氮气和水,从而达到脱除NOx的目的。
还原NOx的主要化学反应为:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O上述反应中第一个反应是主要的、占主导地位,因为烟气中几乎95%的NOx以NO的形式存在,在没有催化剂存在的情况下,这个反应只在很狭窄的温度窗口(850℃-1050℃)进行,表现出选择性,此时的反应就是SNCR的温度范围。
2、系统构成通常使用氨水、尿素作为还原剂,氨水的反应更直接,有着较高的NOx去除率、较低的氨逃逸和较高的化学反应效率;尿素反应更复杂,有着较高的氨逃逸率和较高的CO生成量。
根据这两种还原剂的理化性质,综合考虑其运输、储存环境以及设备投资、占用场地、运行成本、安全管理及风险费用等因素,该企业采用氨水做还原剂。
SNCR脱硝系统主要由氨水接收与储存系统、水输送与混合系统、计量分配与喷射系统、压缩空气系统、PLC自动控制系统、安全防护系统等组成,这些系统采用撬装一体化设备生产,形成模块化、标准化,从而提高系统集成和设备可靠性,减少现场加工制作,缩短工期,降低成本。
(1)氨水接收与储存系统外购的还原剂运输至厂区后,通过管道连接到预留接口,然后开启入口阀,完全打开后,启动卸氨泵,延时30s后,开启泵的出口阀将槽罐车内的氨水输送至氨水储罐中。
根据氨水储罐的液位反馈,到达一定液位或者罐车的氨水输送完成时,关闭卸氨泵的出口阀,然后停止卸氨泵,再关闭入口阀。
sncr反应原理SNCR反应是选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction)的缩写,是一种用来降低燃烧过程中NOx排放的技术。
在SNCR反应中,通过向燃烧区域喷射还原剂,如氨气(NH3)或尿素((NH2)2CO),来还原燃烧产生的NOx 为无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。
下面是SNCR反应的原理和具体操作步骤的参考内容。
1. 反应原理:NOx是指氮氧化物(包括NO和NO2)的总称,它们在燃烧过程中生成,并对环境和人类健康造成严重影响。
SNCR反应通过使用还原剂将NOx还原为N2和H2O。
在高温下,还原剂与NOx反应生成氮气和水。
SNCR反应的化学平衡方程可以表示为:4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O2. 操作步骤:(1)确定适当的反应温度:SNCR反应的温度对反应效果影响很大。
反应温度过高会导致还原剂的过量使用和产生额外的氮氧化物,反应温度过低则会降低还原剂的效果。
通过在燃烧装置中选择合适的位置进行喷射,可以控制反应温度。
(2)选择合适的还原剂:常用的还原剂有氨气(NH3)和尿素((NH2)2CO)。
氨气的工作温度范围为800-950°C,而尿素的工作温度范围为650-900°C。
选择还原剂要根据具体的工艺条件和系统要求进行。
(3)确定还原剂的投加量:还原剂的投加量需根据燃烧装置的NOx排放浓度和其它工况参数来确定。
投加量的计算需要结合具体的实际运行数据和经验。
(4)确定还原剂的喷射方式:还原剂的喷射方式可以是均匀喷射或多点喷射,也可以结合喷嘴的设计来实现更好的混合效果。
喷射位置的选择要根据反应温度和反应效果来确定。
(5)监测和调整反应效果:在SNCR系统中需要设置合适的监测设备,如NOx监测仪和氨气浓度监测仪,以实时监测反应的效果。
根据实际监测数据,可以对反应参数进行适当调整,以达到最佳的NOx减排效果。
3. SNCR反应的优点和限制:(1)优点:- SNCR反应不需要使用催化剂,因此更加经济和灵活。
SNCR脱硝技术方案SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)是一种选择性非催化还原脱硝技术,用于降低燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)的排放。
它是一种相对经济和有效的脱硝方法,广泛应用于燃煤锅炉、电厂和工业烟气排放等领域。
SNCR脱硝技术的基本原理是在燃烧过程中,通过向燃烧室或烟气道喷射一种或多种适当的还原剂,如氨水、尿素溶液等,使其与燃烧产物中的NOx发生反应生成氮气和水。
SNCR脱硝技术的优点在于不需要使用昂贵的催化剂,操作简单、成本低,但其脱硝效率相对较低,通常在30%~70%之间。
1.确定最佳喷射位置:喷射位置的选择是关键的一步。
通常在燃烧室出口、过热器顶部和脱硝催化剂之前是合适的喷射位置。
通过调整喷射位置可以达到最佳脱硝效果。
2.确定还原剂投入量:还原剂的投入量也是决定脱硝效率的重要因素。
适当的投入量可以使还原剂与NOx充分反应,但过量投入可能会产生副产品,如氨逃逸。
投入量可以通过实验室试验和现场测试得出。
3.确定喷射时间:喷射时间的控制也是关键的一步。
通常根据燃烧过程中的NOx生成特征,选择合适的喷射时间。
一般在燃烧室温度较高的区域喷射,确保还原剂与NOx充分接触并发生反应。
4.确定温度和浓度范围:最适宜的还原剂浓度和温度范围取决于燃料种类、燃烧设备类型等因素。
一般来说,在1400℃~1600℃的温度下,5%~12%的氨浓度是有效脱硝的范围。
5.监测和调整:在实际运行中,需要不断监测脱硝效果和排放水平,并根据监测结果进行调整。
可以通过在线氮氧化物分析仪监测排放浓度,并根据结果调整还原剂投入量等参数。
总之,SNCR脱硝技术是一种经济有效的脱硝方法,在工业排放和燃煤锅炉等领域得到广泛应用。
通过合理的喷射位置、还原剂投入量、喷射时间和温度浓度范围的选择,可以实现较低的NOx排放水平。
sncr和scr工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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热电厂S N C R尿素脱硝方法说明(总24页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除XXXX热电有限责任公司1×35t/h炉SNCR尿素脱硝方案说明目录一、总则....................................................................... 错误!未定义书签。
二、工程概况 (4)2.1气象条件 (4)2.2主要设计参数 (5)三、设计采用的标准和规范 (5)四、脱硝系统设计说明 (8)4.1 SNCR概述 (8)4.2 SNCR还原剂的选择 (9)五、SNCR系统技术要求 (9)5.1 总的要求 (9)5.2脱硝工艺系统 (12)5.3 SNCR系统描述 (13)5.4其他 (16)六、仪表和控制系统 (17)6.1 技术要求 (17)6.2脱硝系统控制方式 (17)6.3所提供的仪控设备满足的条件 (17)6.4主要设备 (18)七、电气系统 (24)7.1 技术要求 (24)7.2系统设计要求及卖方工作范围 (24)八、脱硝系统运行经济概算 (25)8.1 物料衡算 (25)九、质量保证及售后服务 (26)一、总则脱硝装置采用选择性非催化还原法(SNCR)。
当装置进口烟气中NO X的含量不大于550mg/Nm3时,保证脱硝装置出口烟气中的NO X含量不大于200mg/Nm3。
本技术说明书对脱硝系统以内所必需具备的工艺系统设计、设备选择、采购、制造、供货运输,以及建设全过程的技术指导、调试、试验、试运行、考核验收、消缺、培训和最终交付投产等进行初步的说明。
二、工程概况2.1气象条件宝安区属于亚热带海洋性季风型气候区,其纬度较低,太阳辐射量较大,四季温和,雨季充沛,日照时间长,年平均气温为22.4℃,最高为36.6℃,最低为1.4℃,每年5~9月为雨季,年降水量为1948.4mm,常年主导风向为东南风,平均日照时数2120小时。
SNCR-SCR组合脱硝技术工艺说明SNCR-SCR联合工艺,综合了SNCR与SCR的技术优势,扬长避短,在SNCR的基础上,与SCR相结合,可达到80%以上的脱硝效率,并降低运行费用,节省投资。
SNCR脱硝优点及原理SNCR(选择性非催化还原)烟气脱硝技术主要使用含氮的还原剂在850~1150℃温度范围喷入含NO的燃烧产物中,发生还原反应,脱除NO,生产氮气和水。
该技术以炉膛为反应器,目前使用的还原剂主要是尿素和氨水。
■ SNCR脱硝性能保证脱硝效率:40%~70%NH3逃逸率:<10ppm装置可用率:>97%■ SNCR脱硝技术原理(尿素为还原剂)4NO+2CO(NH2)2+O2=4N2+2CO2+4H2O■ SNCR脱硝系统组成SNCR脱硝系统主要包括尿素存储系统、尿素溶液配制系统、尿素溶液储存系统、溶液喷射系统和自动控制系统等。
SCR脱硝优点及原理SCR(选择性催化还原)脱硝技术是指在催化剂和氧气的存在下,在320℃~427℃温度范围下,还原剂(无水氨、氨水或尿素)有选择性地与烟气中的NOx反应生成无害的氮和水,从而去除烟气中的NOx,选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应,而不与烟气中的氧气发生反应。
■ SCR脱硝性能保证烟气阻力增加值:600~1000paNH2/NO2摩尔比:<1催化剂使用寿命:24000h脱硝效率:80%~90%NH3逃逸率:SO2→SO3转换率:<1%■ SCR脱硝技术原理4NO+4NH3+O2=4H2+6H2O4NH2+2NO2+O2=3N2+6H2O■ SCR脱硝系统组成SCR脱硝系统主要包括SCR反应器及辅助系统、还原剂储存及处理系统、氨注入系统、电控系统等。
SNCR-SCR组合脱硝优点及原理■ SNCR-SCR脱硝性能保证脱硝效率:≥80%NH3逃逸率:<3ppm烟气阻力增加值:≈220pa■ SNCR-SCR脱硝技术原理CO(NH2)2+2NO=2N2+CO2+2H2OCO(NH2)2+H2O=2NH2+CO2NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O4NO+4NH3+O2=4H2+6H2O2NO2+4NH3+O2=3H2+6H2O■ SNCR-SCR脱硝系统组成SNCR-SCR脱硝系统主要包括还原剂存储与处理系统,SCR反应器及辅助系统、氨注入系统、电控系统等。
烟气脱硝SNCR工艺原理及方案选择SNCR(Selective NonCatalytic Reduction)——选择性非催化还原法脱硝技术。
这是一种向烟气中喷氨气或尿素等含用NH3基的还原剂在高温范围内,选择性地把烟气中的NO x还原为N2和H2O。
国外已经投入商业运行的比较成熟的烟气脱硝技术, 它建设周期短、投资少、脱硝效率中等, 比较适合于对中小型电厂锅炉的改造, 以降低其NO x排放量。
研究表明,在927~1093 ℃温度范围内,在无催化剂的作用下,氨或尿素等氨基还原剂可选择性地把烟气中的NO x还原为N2和H2O,基本上不与烟气中的氧气作用,据此发展了SNCR 法。
其主要反应为:氨(NH3)为还原剂时:4NH3+6NO→5N2+6H2O该反应主要发生在950℃的温度范围内。
实验表明,当温度超过1093 ℃时,NH3会被氧化成NO,反而造成NO x排放浓度增大。
其反应为:4NH3+5O2→4NO+6H2O而温度低于927 ℃时,反应不完全,氨逃逸率高,造成新的污染。
可见温度过高或过低都不利于对污染物排放的控制。
由于最佳反应温度范围窄,随负荷变化,最佳温度位置变化,为适应这种变化,必须在炉中安置大量的喷嘴,且随负荷的变化,改变喷入点的位置和数量。
此外反应物的驻留时间很短,很难与烟气充分混合,造成脱硝效率低。
目前的趋势是用尿素((NH4)2CO)为还原剂,使得操作系统更为安全可靠,而不必当心氨泄露而造成新的污染。
此时:(NH4)2CO→2NH2+CONH2+NO→N2+H2OCO+NO→N2+CO2SNCR和SCR相比,其特点是:1. 不使用催化剂。
2. 参加反应的还原剂除了可以使用氨以外,还可以用尿素。
而SCR烟气温度比较低,尿素必须制成氨后才能喷入烟气中。
3. 因为没有催化剂,因此,脱硝还原反应的温度比较高,比如脱硝剂为氨时,反应温度窗为870~1100℃。
当烟气温度大于1050℃时,氨就会开始被氧化成NO x,到1100℃,氧化速度会明显加快,一方面,降低了脱硝效率,另外一方面,增加了还原剂的用量和成本。
SNCR方案概述SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)是一种利用非催化还原剂选择性减少氮氧化物(NOx)排放的技术方案。
SNCR方案将还原剂喷射到锅炉或其他高温燃烧设备的燃烧区域,与NOx反应生成无害的氮气和水蒸气。
SNCR方案广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉等领域,有效减少了大气污染物的排放。
工作原理SNCR方案的工作原理主要包括还原剂喷射、与NOx反应和排放控制三个步骤。
1.还原剂喷射:SNCR方案通过喷射适当的还原剂进入燃烧区域来实现NOx的减少。
常用的还原剂包括尿素、氨水等。
喷射设备通常包括喷嘴和喷射控制系统,可以根据燃烧设备的负荷和NOx排放浓度调节喷射量。
2.与NOx反应:还原剂与NOx在高温燃烧区域中发生反应,生成无害的氮气和水蒸气。
反应过程中,还原剂和NOx之间的化学反应主要是氨转化为一氧化氮(NO)和氮气(N2)的可逆反应。
根据反应温度、氨浓度和NOx 浓度等因素的不同,反应选择性和效率也会有所变化。
3.排放控制:SNCR方案的排放控制是确保减少NOx同时不产生其他有害污染物的关键。
为了避免过量的还原剂喷射导致氨逸出,需要精确控制喷射量和喷射时机。
此外,还需要对喷射后的烟气进行混合和膨胀,以促进还原剂和NOx的反应。
通过监测和调整SNCR系统的参数,可以达到减少NOx排放并满足排放标准的目的。
优势和局限性SNCR方案相对于其他减排技术具有以下优势:•低成本: SNCR方案实施相对简单且成本较低,不需要增加新的催化剂或改变燃烧设备结构。
•高灵活性: SNCR方案适用于不同类型的燃烧设备和燃烧过程,并且可以根据实际需要进行调整和优化。
•实时响应: SNCR方案可以快速响应负荷变化和NOx浓度波动,具有较高的反应速度和灵敏度。
然而,SNCR方案也存在一些局限性:•效率限制: SNCR方案在减少高浓度NOx排放方面效果较好,但对于低浓度NOx排放的效率相对较低。
SNCR方案1. 简介SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)是一种选择性非催化还原技术,用于减少NOx(氮氧化物)的排放。
该技术通过注入还原剂在高温下与NOx反应,将其转化为无害的氮气和水。
本文将介绍SNCR方案的原理、应用场景、优点和缺点,并提供一些实施SNCR方案的经验和建议。
2. 原理SNCR方案的核心原理是在燃烧过程中注入适量的还原剂,通常是氨水(NH3)或尿素(NH2CONH2),与燃烧产生的NOx发生反应,生成氮气和水蒸气。
反应的化学方程式如下:2NO + 2NH3 + 1/2O2 -> 2N2 + 3H2O通过合理控制还原剂的注入量、注入位置和温度,可以实现有效的NOx还原效果。
3. 应用场景SNCR方案主要应用于高温烟气净化系统,例如:•燃煤发电厂•工业炉窑•气体或石油炼制装置由于SNCR方案在降低NOx排放方面具有一定的局限性,通常需要与其他净化技术(如SCR)结合使用,以实现更高的排放标准要求。
4. 优点SNCR方案相比其他烟气净化技术具有以下优点:•技术成熟:SNCR技术已经经过多年应用和改进,具备较高的可行性和稳定性。
•成本较低:相比SCR技术,SNCR方案的投资和运营成本更低,适用于一些经济条件较为有限的项目。
•管理和维护简单:SNCR系统相对简单,操作和维护成本较低。
5. 缺点然而,SNCR方案也存在一些缺点:•NOx还原效率有限:相比SCR技术,SNCR方案的NOx还原效率较低。
•温度敏感性较大:SNCR反应对温度的依赖性较大,需要合理控制燃烧过程的温度。
•还原剂副产物:SNCR过程中,还原剂可能产生额外的氨(NH3)或尿素分解产物,影响环境。
6. 实施经验和建议实施SNCR方案时,可以参考以下经验和建议:•选择合适的还原剂:根据具体燃烧过程和NOx排放水平,选择适合的还原剂(氨水或尿素)。
•优化注入位置和温度:合理确定还原剂的注入位置和温度,以提高SNCR方案的效果。
scr和sncr脱硝原理小伙伴们!今天咱们来唠唠SCR和SNCR这俩脱硝的事儿。
这脱硝啊,在环保领域可是相当重要的呢。
咱先说说SNCR脱硝原理吧。
SNCR的全名叫选择性非催化还原法。
想象一下啊,在一个大大的锅炉里面,燃烧产生了好多氮氧化物呢,就像一群调皮捣蛋的小坏蛋。
这时候呢,SNCR就像是一个带着神奇魔法药水的小天使飞进去了。
这个魔法药水啊,就是还原剂,常见的像尿素或者氨水溶液。
这个还原剂呢,就像是一个个勇敢的小战士。
它们被喷到温度比较高的区域,大概850 - 1100℃这个范围哦。
在这个高温的战场上,还原剂就开始和氮氧化物进行一场激烈的“战斗”。
氮氧化物里的氮原子和还原剂里的氮原子就开始重新组合,就像小朋友们交换玩具一样。
然后呢,氮氧化物就被还原成了氮气和水。
氮气可是大气里本来就有的,很友好的一种气体,水就更不用说啦,无害又可爱。
这个过程啊,就像是一场神奇的魔法表演,在高温这个特殊的舞台上,把有害的氮氧化物变成了无害的东西。
再来说说SCR脱硝原理啦。
SCR是选择性催化还原法。
这SCR就更酷啦,它也有还原剂,不过呢,它还有一个超厉害的“助手”,那就是催化剂。
这就好比一个超级英雄有了一个超能力的伙伴一样。
这个过程一般在比较低一点的温度下进行,大概300 - 400℃。
还原剂和氮氧化物一起进入到这个有催化剂的区域。
这个催化剂啊,就像是一个超级智慧的指挥家。
它指挥着还原剂和氮氧化物按照特定的方式反应。
还原剂和氮氧化物在催化剂的引导下,就像是听话的小绵羊,乖乖地进行反应,最后也是把氮氧化物变成氮气和水。
这个催化剂可不得了,它能让反应进行得更快更高效,就像给汽车加了一个超级加速器一样。
你看啊,SCR和SNCR虽然都是脱硝,但是它们的方式还是有点区别的呢。
SNCR就像是一个比较简单直接的勇士,靠着高温这个天然的条件去和氮氧化物战斗。
而SCR呢,就像是一个有高科技装备(催化剂)的战士,在相对低一点的温度下,也能把脱硝这个任务完成得很好。
SNCR脱硝原理选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术,是把含有氨基的还原剂(主要是尿素或氨水)喷入水泥窑分解炉温度范围为850〜1150℃的区域,在特定的温度、氧存在的条件下,选择性的把烟气中的NOx还原为N2和H20,是烟气中NOx的末端处理技术。
釆用氨水作为还原剂的主要化学反应为:4NO+4NH3+O2=4 N2+6H2O4NH3+2NO2+O2=3N2+H2O釆用尿素作为还原剂的主要化学反应为:2CO(NH2)2+4NO+O2=4N2+2CO2+4 H2O6CO(NH2)2+8N02+02=10N2+6CO2+12H2O由于整个反应过程中未使用催化剂,因此称之为选择性非催化还原脱硝技术。
影响SNCR脱硝效率的因素影响SNCR工艺最重要的3个因素:还原剂与烟气的混合、反应温度和停留时间。
1.温度范围NOx的还原反应发生在一特定的温度范围内进行,由于SNCR未使用催化剂故需要较高的温度来保证还原反应的进行(SNCR的反应温度区间850℃〜1150℃)。
反应温度对SNCR反应中NOx的脱除率有重要影响。
如果温度太低,这会导致NH3反应不完全,形成所谓的“氨穿透”增大NH3逸出的量形成二次污染; 随着温度升高,分子运动加快,氨水的蒸发与扩散过程得到加强,对于SNCR而言,当温度上升到800℃以上时,化学反应速率明显加快,在900℃左右时,NO 的消减率达到最大;然而随着温度的继续升高,超过1200℃后,NH3与O2的氧化反应会加剧,生成N2、N2O或者NO,增大烟气中的NOx浓度,脱硝率反而下降。
2.反应剂和烟气混合的程度还原剂与烟气的混合程度决定了反应的进程和速度,还原剂和烟气在分解炉内是边混合边反应,混合的效果直接决定了脱销效率的高低。
SNCR脱硝效率低的主要原因之一就是混合问题,例如,局部的NOx浓度过高,不能被还原剂还原,导致脱硝效率低;局部的NOx浓度过低,还原剂未全部发生还原反应,导致还原剂利用率低还,增加氨逃逸。
烟气脱硝方法中scr和sncr的原理
SCR (Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)和SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction,选择性非催化还原)都是烟气脱硝技术。
它们都是通过将还原剂与烟气中的氮氧化物接触使其发生化学反应,将氮氧化物还原为氮气和水蒸气,从而达到脱硝的目的。
具体来说:
1. SCR原理
SCR技术是一种基于化学反应的烟气脱硝技术,其主要原理是在高温下使用氨水或尿素等还原剂与烟气中的氮氧化物进行接触,利用催化剂将NOx还原为无害的N2和H2O。
SCR过程中主要有以下两个步骤:
2NO+2NH3+O2→2N2+3H2O(反应1)
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(反应2)
SCR脱硝的优点是脱硝效率高,可以达到90%以上,而且适用于各种烟气排放情况,对于含有NOx的烟气,SCR技术都能够有效应对。
2. SNCR原理
SNCR技术是一种基于温度和空气动力学的烟气脱硝技术,其主要原理是在高温的烟气中注入还原剂,通过高温下的化学还原反应使氮氧化物发生还原反应,从而达到脱硝的目的。
SNCR反应的基础是NOx在高温下与NH3发生还原反应,通
过控制还原剂的注入位置和量来达到最佳的脱硝效果。
NO+NH3→N2+H2O(反应3)
SNCR脱硝技术的优点是适用范围广,成本低,但脱硝效率较低,通常只能到达50%~70%,而且需考虑还原剂的逃逸问题,对于高温、高浓度的烟气脱硝效果不如SCR技术。
选择性非催化还原法(SNCR)
SNCR技术的催化剂费用通常占到SCR系统初始投资的40%左右,其运行
成本很大程度上受催化剂寿命的影响,选择性非催化还原法脱硝技术应运而生。
选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR)技术是一种不
用催化剂,在850℃~1100℃范围内还原NOx的方法,还原剂常用氨或尿素,
最初由美国的Exxon公司发明并于1974在日本成功投入工业应用,后经美国Fuel
Tech公司推广,目前美国是世界上应用实例最多的国家。
该方法是把含有NHx基的还原剂喷入炉膛温度为850℃~1100℃的区域后,
迅速热分解成NH3和其它副产物,随后NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而
生成N2。其反应方程式主要为:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (5-6)
4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O (5-7)
8NH3+6NO2→7N2+12H2O (5-8)
而采用尿素作为还原剂还原NOx的主要化学反应为:
(NH2)2CO→2NH2+CO (5-9)
NH2+NO→N2+H2O (5-10)
CO+NO→N2+CO2 (5-11)
SNCR还原NO的反应对于温度条件非常敏感,炉膛上喷入点的选择,也就
是所谓的温度窗口的选择,是SNCR还原NO效率高低的关键。一般认为理想的
温度范围为850℃~1100℃,并随反应器类型的变化而有所不同。当反应温度低
于温度窗口时,由于停留时间的限制,往往使化学反应进行不够充分,从而造成
NO的还原率较低,同时未参与反应的NH3增加也会造成氨气的逃逸,遇到SO
2
会产生NH4HSO4和(NH4)2SO4,易造成空气预热器堵塞,并有腐蚀的危险。
而当反应温度高于温度窗口时,NH3的氧化反应开始起主导作用:
4NH3+5O2→4NO+6H2O (5-12)
从而,NH3的作用成为氧化并生成NO,而不是还原NO为N2。如何选取合
适的温度条件同时兼顾减少还原剂的泄漏成为SNCR技术成功应用的关键。
图5-2 SNCR工艺流程示意图
典型的SNCR系统(如图5-2)由还原剂储槽、多层还原剂喷入装置以及相
应的控制系统组成。它的工艺简单,操作便捷,尤其适用于对现役机组的改造。
又因它不需要催化剂床层,而仅仅需要对还原剂的储存设备和喷射系统加以安
装,因而初始投资相对于SCR工艺来说要低得多。SNCR烟气脱硝技术的脱硝
效率一般为25%~35%,且大多用作低NOx燃烧技术后的二次处置。
影响SNCR还原NO的化学反应效率的主要主要因素包括以下几点。
(1)温度对SNCR的还原反应的影响
温度对SNCR的还原反应的影响最大。当温度高于1100℃时,NOx的脱除
率由于氨气的热分解而降低;温度低于800℃以下时,NH3的反应速率下降,还
原反应进行得不充分,NOx脱除率下降,同时氨气的逸出量可能也在增加。由
于炉内的温度分布受到负荷、煤种等多种因素的影响,温度窗口随着锅炉负荷的
变化而变动。根据锅炉特性和运行经验,最佳的温度窗口通常出现在折焰角附近
的屏式过热、再热器处及水平烟道的末级过、再热器所在的区域。
(2)还原剂在最佳温度窗口的停留时间
还原剂在最佳温度窗口的停留时间越长,则NOx的脱除效果越好。NH3的
停留时间超过1s则可以出现最佳NOx脱除率。尿素和氨水需要0.3s~0.4s的停
留时间以达到有效的NOx脱除效果。
(3)SNCR工艺所用的还原剂类型
SNCR工艺所用的还原剂及制备方法与SCR工艺相同,主要是NH3和尿素。
为了获得理想的NOx脱除效率,还原剂的用量(化学当量)比SCR工艺要大。
大多数过量的还原剂分解为氮气和CO2,但是,也有微量的氨和CO会残留在尾
气中,造成氨的泄漏问题。其中氨的泄漏量一般小于2.5×10-5,比较好的情况下
可以小于1×10-5。在用尿素作还原剂的情况下,其N2O的生成几率要比用氨作
还原剂大,这是因为尿素可分解为HNCO,而HNCO又可进一步分解生成为
NCO,而NCO可与NO进行反应生成氧化二氮:
NCO+NO→N2O+CO (5-13)
为了提高SNCR对NOx的还原效率,降低氨的泄漏量,必须在设计阶段重
点考虑以下几个关键的工艺参数:燃料类型、锅炉负荷、炉膛结构、受热面布置、
过量空气量、NO浓度、炉膛温度分布、炉膛气流分布以及CO浓度等。
在脱硝效率要求不高的情况下使用,该方法的特点是如下。
(1)系统简单:不需要改变现有锅炉的设备设置,而只需在现有的燃煤锅
炉的基础上增加氨或尿素储槽,氨或尿素喷射装置及其喷射口即可,系统结构比
较简单;
(2)系统投资小:由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂,其投资
费用比SCR法低。
(3)阻力小:对锅炉的正常运行影响较小;
(4)系统占地面积小:需要的较小的氨或尿素储槽,可放置于锅炉钢架之
上而不需要额外的占地。
(5)脱硝效率比SCR法低40~50个百分点。
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2012-3-22