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SNCR烟气脱硝系统

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SNCR烟气脱硝系统
【摘 要】nox是一种主要的大气污染物质，nox与碳氢化合物可
以在强光作用下造成光化学污染，排放到大气中的nox是形成酸雨
的主要原因，严重危害生态环境。目前国内65%左右的nox是由煤
燃烧所产生的，因此作为主要燃煤设备的电站锅炉和工业锅炉成为
今后控制nox排放所必须关注的焦点。选择性非催化还原（sncr）
脱硝技术是把含有nhx基的还原剂（如氨气、氨水或者尿素等）喷
入炉膛温度为800℃～1200℃的区域，该还原剂迅速热分解成nh3
和其它副产物，随后nh 3与烟气中的nox进行sncr反应而生成n2
和水。
【关键词】空气污染；脱硝；酸雨；sncr
2010 年全国煤炭消费量32.6 亿吨，氮氧化物的排放量达到2100
万吨，而未来30 年中国nox 排放量将继续呈稳步增长的趋势，如
果不采取措施，到2020 年前后中国将超过美国成为世界第一大nox
排放国。为此国家环境保护部发布gb13223-2011《火电厂大气污染
物排放标准》，2012年1月1日实施，其中规定了氮氧化物排放量
浓度限值为100mg/m?，而现在大部分锅炉的氮氧化物排放量浓度值
在400 mg/m?左右，部分锅炉氮氧化物排放浓度值高于此值。所以
须采用有效措施控制氮氧化物排放，以达到保护生态环境的目的。
本文研究的是电站锅炉和工业锅炉尾气进行脱硝技术，对其工作
原理、特点、流程等进行重点论述。
一、sncr烟气脱硝原理
二、sncr烟气脱硝组成及特点
sncr脱硝系统主要包括尿素溶液制备及储存系统、输送及计量分
配系统、喷射系统、自动控制系统。
（一）尿素溶液制备及储存系统
尿素存储系统、尿素溶液配制系统和尿素溶液储存系统集中布
置， 共同组成尿素供应站。它的主要设备包括： 1个干尿素储仓，
1个计量仓，1台螺旋输送机，1个配液灌，1台搅拌机，2个尿素
溶液储罐，1个自动送料装置和1个水加压泵。在尿素站内， 完成
尿素储存、尿素溶液配制的任务， 通过水泵将尿素溶液送到炉前
喷射系统。
为确保脱硝系统稳定、高效的运行，经过反复多次的分析探讨，
采用尿素自动给料装置，实现固体尿素的自动给料，由于固体尿素
颗粒易吸湿结块，所以采用通入高压气体的方案，有效防止尿素吸
潮结块引起的堵塞。
（二）输送及计量分配、喷射系统
存储罐里浓度50%尿素溶液与水混合为10%尿素溶液，输入炉前
喷射系统。炉前喷射系统由四层喷射层组成， 每层由12个喷射器
组成。四层喷射层布置在炉膛燃烧区域上部和炉膛出口处， 以适
应锅炉负荷变化引起的炉膛烟气温度变化， 使尿素溶液在最佳反
应温度窗口喷入炉膛。每层喷射层都设有总阀门控制本喷射层是否
投运。各喷射层的尿素管道和雾化蒸汽管道上均设有调节阀门， 控
制喷射层的流量。
现常用的溶液混合器，在溶液流速高的条件下，混合前后液体压
力不稳定。所以设计制作了一种新型溶液混合器，混合前后溶液压
力稳定且混合后为均匀溶液。混合器材料采用不锈钢。
（三）自动控制系统
自动控制系统采用独立的可编程序逻辑控制器（plc）， 系统单
独设置 1台工程师站 （兼操作员站）， 预留opc 通信接口与电厂
分散控制系统 （dcs）通信； 系统设有必要的报表、查询和报警
等功能。控制系统根据采集的相关信号， 控制、调节主要设备运
行情况和喷枪运行情况， 实现高效脱硝。
sncr烟气脱硝的特点
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尿素灌，尿素喷射装置及其喷射口即可，系
统结构比较简单；
②阻力小：对锅炉的正常运行影响较小；
③系统占地面积小。
三、sncr烟气脱硝流程
sncr烟气脱硝系统脱硝剂（还原剂）为质量浓度为10%的尿素溶
液。由尿素溶液制备后与水混合后统一提供。包括尿素溶液制备及
储存系统、输送及计量分配系统、喷射系统、自动控制系统。流程
图见下图。
该系统几个优点：
（一）采用固体尿素自动给料装置实现固体尿素连续自动给料，
保证尿素溶液的浓度和均匀性，根据燃烧设备nox排放量自动调节
尿素流量，使得燃烧设备nox排放量在控制范围内，脱硝效果在60%
左右。
（二）由于固体尿素易吸湿结块，所以给料装置中通入压缩空气，
对固体尿素给料装置进行疏通，有效防止尿素吸潮结块引起的堵
塞。
（三）设计了一种新型溶液混合器，两侧溶液分别从垂直方向和
水平方向进入混合器，垂直进入的溶液成圆锥形包裹水平进入的溶
液，在混合器的小圆管内高速混合，再管进入大圆管减压。混合后
达到了均匀且前后压力稳定的目的。
四、结语
sncr烟气脱硝装置简单经济、操作方便、价格低廉，是一种经济
实用的nox还原技术。相对于别的脱硝技术来说，它是目前适合我
国国情的脱硝技术的最佳选择。
参考文献：
[1]孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用.化学工业出
版社，2007
[2]杨广贤，火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保及国家环
保强制性条文.中国环境科学技术出版社，2007
[3]张强.燃煤电站scr烟气脱硝技术及工程应用.化学工业出版
社，2007
[4]孙克勤.燃煤电厂烟气脱硝设备与运行.机械工业出版社，
2011

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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。

脱硝技术介绍(SCR和SNCR)

脱硝技术介绍(SCR和SNCR)


选择性非催化还原法（SNCR）
SNCR工艺特点
NOx脱硝率低，仅可达到25－40％ 因不增加SO3可较SCR放宽NH3逃逸条件 对于多层喷入，控制系统适当的跟随负荷及温度能力 工程造价较低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉
如依锅炉设计加以配合，脱硝效率会更高
选择性非催化还原法（SNCR）
概述
1
低NOx主要控制技术
2
常用脱硝技术
3
NOX 的种类
NOX 对人类健康和环境的影响
低空臭氧的产生 光化学烟雾的形成
酸雨 各种潜在的致癌物质
国内氮氧化物排放现状
中国电力氮氧化物排放状况
2000年 2002年 2010年
358.02万吨 520.00万吨 594.74万吨
中国典型燃煤机组的NOx排放情况
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－反应器
布置方式：一般采用2＋1或3＋1布置； 备用层：将新催化剂安装在预留催化 剂位置，以减少催化剂更换量，并充 分利用尚未完全失效的旧催化剂，从 而减少催化剂更换费用，提高脱硝效 率。
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－催化剂
催化剂的主要成分是TiO2、V2O5、WO3、MoO3、等金属化合物， 其中TiO2属于无毒物质， V2O5为微毒物质，属于吸入有害： MoO3、也为微毒物质，长期吸入或吞服有严重危害，对眼睛和 呼吸系统有刺激。 载体：TiO2、活性炭或沸石等多孔介质。
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－吹灰器
催化剂表面的积灰
选择性催化还原法（SCR）
蒸汽吹灰器－耙式吹灰器
选择性催化还原法（SCR）
声波吹灰器
选择性催化还原法（SCR）
SNCR脱硝工艺——氨水

SNCR脱硝工艺——氨水


3）加压计量系统
该部分主要由氨水加压泵、清水加压泵，混合模块、冲洗模块、循环模 块、测量仪表和相应的管路阀门等组成。 加压泵对氨水和清水进行加压、然后通过混合器混合均匀，输送至喷射 系统。 加压计量系统作为整套系统的重要部分，其上重要设备水泵、电动 阀、流量计和压力变送器均采用优质产品，保证设备正常运行。
3）溶液停留的时间
溶液停留（化学反应）时间：合适的温度范围内反应物在反应器内停留
的总时间。在此时间内，NH3或尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还 原剂的分解和NOx的还原等步骤须全部完成，一般要求时间为0.3~0.5s。而 雾化状态的氨在锅炉的停留时间长短取决于锅炉烟道的尺寸、烟气流经烟道 的速度、溶液雾化状况、雾场与烟气混合的形式等因素。
5）自动控制系统
我公司技术人员，研发的脱硝专用自动控制系统由由控制柜和现场测 量仪表组成，是整个系统的核心。“PLC+触摸屏”的人机对话界面，操作 简单方便。控制系统根据采集的相关信号， 控制、调节各个设备的运行， 实现高效脱硝。 控制系统核心元器件采用ABB、西门子、施耐德等产品，操控简洁方 便，响应迅速，反应灵敏，外围器件采用施耐德电气设备，质量可靠，性能 稳定，安全性高。 控制方式有现场自动控制、现场手动控制、中控自动控制、中控手动控 制，方便各个工况下的操作。系统设有必要的报警，比如液位报警、流量报 警、变频故障报警、压力报警等，保证系统能安全稳定的运行。
1）温度范围
NOx的还原反应发生在一特定的温度范围内（最佳的反应温度区间 850℃～1250℃）。若温度过低，NH3的反应不完全，容易造成NH3逃逸形成 二次污染；而温度过高（1400℃以上），NH3则容易被氧化为NOx。可见温 度过高或过低都会导致还原剂的损失和NOx脱除率下降。
SNCR脱硝技术方案

SNCR脱硝技术方案

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。