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)生化學反應，生成無害的氮氣和水，從而脫除煙氣中NOx 的方法。

在爐膛850~1050℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑作用下，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)計上采用零泄漏設(shè)計，運輸、儲存、使用比較簡單安全；脫硝效率高，本設(shè)計采用氨水脫銷。

采用PLC控制SNCR系統(tǒng)的運行，提高SNCR系統(tǒng)因爐內(nèi)煙氣溫度、煙氣停留時間及氨氮比變化的應對能力。

3、SNCR工藝原理

   向溫度約850℃～1050℃的煙氣中噴入氨水，在無催化劑的條件下，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）脫硝化學反應方程式

當使用氨時：

4NH₃ + 6NO   → 5N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 4NO +O₂  → 4N₂ + 6H₂O

（2）脫硝反應的溫度窗：

氨水的最佳反應溫度區(qū)間為850～1000℃。

（3）當溫度超過1090℃時，發(fā)生以下反應：

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 溫度對反應的影響

煙氣脫硝SNCR法，溫度適應范圍較小。如果反應溫度太低，反應速度急劇下降，氨逃逸增加，脫硝效率隨之下降，達不到脫硝的效果。如果反應溫度太高，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，并且應隨鍋爐負荷的變化而變化。

4、系統(tǒng)組成及功能說明

   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：還原劑的儲存與制備、輸送、計量分配及噴射。

（1） 循環(huán)模塊

     氨水儲槽，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） 計量模塊

     設(shè)置電磁流量計、混合裝置

（4）噴射模塊

設(shè)置墻體噴射噴槍，噴槍材質(zhì)為310SS。

（5） SNCR煙氣脫硝控制

利用固定的NH₃/NOx摩爾比來提供所需要的氨水液流量，出口NOx濃度作為反饋信號，調(diào)節(jié)流量，脫硝摩爾比的決定是在現(xiàn)場測試操作期間來決定并記錄在控制系統(tǒng)的程序上。SNCR控制系統(tǒng)根據(jù)計算出的氨水液需求信號去定位控制閥，實現(xiàn)對脫硝的自動控制。通過在不同負荷下的對流量進行調(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訊號饋入具有能計算所需流量的功能，控制所需氨水液量，使摩爾比維持固定。

當全部脫硝系統(tǒng)故障，需要停止供氨水溶液時，氨水溶液供應閥門關(guān)閉。

以上操作應同時可自動或手動現(xiàn)場操作。

（7）氨逸出量及對反應塔下游設(shè)備的影響

離開反應塔而未反應掉的氨氣量叫氨逃逸。加氨量是由PLC 控制，用反饋信號來修正噴氨量。脫硝效率一般會隨NH₃/NOx 摩爾比的增大而增大，當其摩爾比大于1.5 時, NH₃逃逸量會急劇上升，同時，其他副反應速率也加快。氨逸出量早期控制值為15ppm，但現(xiàn)在設(shè)計要求控制值為10ppm。與SCR相比較，SNCR沒有SO₂/SO₃氧化問題，但也會有少量的硫酸銨鹽生成，硫酸氨鹽沉積在空預器換熱片上，引起低溫結(jié)垢腐蝕，必要時電廠可在空預器低溫段采用搪瓷材料。