煙氣脫硝SNCR工藝
1、選擇性非催化還原法 selective non-catalytic
reduction (SNCR)
指利用還原劑在不需要催化劑的情況下有選擇性地與煙氣中的氮氧化物(NOx,主要是NO 和NO2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成無(wú)害的氮?dú)夂退?,從而脫除煙氣?span>NOx 的方法。
在爐膛850~1050℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無(wú)催化劑作用下,NH3 或氨水等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2 作用,據(jù)此發(fā)展了SNCR 法。
2、脫硝還原劑的選擇
指煙氣脫硝工藝中用于脫除NOx 的物質(zhì)。適用于SNCR 工藝的還原劑一般是一些含氮的氨基物質(zhì),包括液氨、氨水、氨水、氰尿酸和各種銨鹽(醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等)。
SNCR脫硝基本的還原劑有三種:氨水、氨水、液氨。
還原劑采用20%氨水溶液,設(shè)計(jì)上采用零泄漏設(shè)計(jì),運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用比較簡(jiǎn)單安全;脫硝效率高,本設(shè)計(jì)采用氨水脫銷(xiāo)。
采用PLC控制SNCR系統(tǒng)的運(yùn)行,提高SNCR系統(tǒng)因爐內(nèi)煙氣溫度、煙氣停留時(shí)間及氨氮比變化的應(yīng)對(duì)能力。
3、SNCR工藝原理
向溫度約850℃~1050℃的煙氣中噴入氨水,在無(wú)催化劑的條件下,氨氣與煙氣充分混合,選擇性的將煙氣中的N0還原成N2和H2O,從而去除煙氣中的NOx。鍋爐煙氣中NOx組成中,95%為NO,5%為NO2 。
(1)脫硝化學(xué)反應(yīng)方程式
當(dāng)使用氨時(shí):
4NH3 +
6NO → 5N2 + 6H2O
4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
(2)脫硝反應(yīng)的溫度窗:
氨水的最佳反應(yīng)溫度區(qū)間為850~1000℃。
(3)當(dāng)溫度超過(guò)1090℃時(shí),發(fā)生以下反應(yīng):
4NH3 +
5O2 → 4NO + 6H2O
生成新的NOx,脫硝效率下降。
(4)溶液噴槍圖
(5)脫硝效率的影響因素
① 溫度對(duì)反應(yīng)的影響
煙氣脫硝SNCR法,溫度適應(yīng)范圍較小。如果反應(yīng)溫度太低,反應(yīng)速度急劇下降,氨逃逸增加,脫硝效率隨之下降,達(dá)不到脫硝的效果。如果反應(yīng)溫度太高,NH3分解,生成新的NOx的生成量,系統(tǒng)效率下降。
② 摩爾比對(duì)NOx轉(zhuǎn)換的影響
SNCR脫硝,NSR(NH3/NOx摩爾比值)一般控制在 ~1.35的范圍內(nèi)比較合適,并且應(yīng)隨鍋爐負(fù)荷的變化而變化。
4、系統(tǒng)組成及功能說(shuō)明
煙氣脫硝工藝系統(tǒng)主要由以下兩部分系統(tǒng)組成:氨區(qū)、硝區(qū)。脫硝工程主要包括:還原劑的儲(chǔ)存與制備、輸送、計(jì)量分配及噴射。
(1) 循環(huán)模塊
氨水儲(chǔ)槽,氨水液輸送泵及循環(huán)泵等
(2)稀釋水模塊
設(shè)置水箱,水泵
(3) 計(jì)量模塊
設(shè)置電磁流量計(jì)、混合裝置
(4)噴射模塊
設(shè)置墻體噴射噴槍?zhuān)瑖姌尣馁|(zhì)為310SS。
(5) SNCR煙氣脫硝控制
利用固定的NH3/NOx摩爾比來(lái)提供所需要的氨水液流量,出口NOx濃度作為反饋信號(hào),調(diào)節(jié)流量,脫硝摩爾比的決定是在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試操作期間來(lái)決定并記錄在控制系統(tǒng)的程序上。SNCR控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算出的氨水液需求信號(hào)去定位控制閥,實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硝的自動(dòng)控制。通過(guò)在不同負(fù)荷下的對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整,找到最佳的噴射量。
(6)制氨系統(tǒng)控制
從煙氣側(cè)所獲得的NOx訊號(hào)饋入具有能計(jì)算所需流量的功能,控制所需氨水液量,使摩爾比維持固定。
當(dāng)全部脫硝系統(tǒng)故障,需要停止供氨水溶液時(shí),氨水溶液供應(yīng)閥門(mén)關(guān)閉。
以上操作應(yīng)同時(shí)可自動(dòng)或手動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)操作。
(7)氨逸出量及對(duì)反應(yīng)塔下游設(shè)備的影響
離開(kāi)反應(yīng)塔而未反應(yīng)掉的氨氣量叫氨逃逸。加氨量是由PLC 控制,用反饋信號(hào)來(lái)修正噴氨量。脫硝效率一般會(huì)隨NH3/NOx 摩爾比的增大而增大,當(dāng)其摩爾比大于1.5 時(shí), NH3逃逸量會(huì)急劇上升,同時(shí),其他副反應(yīng)速率也加快。氨逸出量早期控制值為15ppm,但現(xiàn)在設(shè)計(jì)要求控制值為10ppm。與SCR相比較,SNCR沒(méi)有SO2/SO3氧化問(wèn)題,但也會(huì)有少量的硫酸銨鹽生成,硫酸氨鹽沉積在空預(yù)器換熱片上,引起低溫結(jié)垢腐蝕,必要時(shí)電廠可在空預(yù)器低溫段采用搪瓷材料。