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SNCR脱硝技术的选择
发布时间:2021-07-22

1、脱硝工艺比较:

项目

SCR

SNCR/SCR混合型

SNCR

脱硝效率

90%以上

80%

50%-70%

反应温度

320-400℃

前段:850-110℃
后段:320-400℃

850-1150℃

NH3逃逸

3-5ppm

5-10ppm

5-10ppm

还原剂

以NH3为主

可使用NH3或尿素

以尿素为主

催化剂

大量催化剂

后段加装少量催化剂

不适用催化剂

还原剂喷射位置

省煤器与SCR反应器前烟道内

炉膛中上部,炉膛出口

炉膛中上部、炉膛出口、水平烟道

SNCR适用于CFB机组,首先其炉膛出口温度一般在850——1000℃区间内,在SNCR工艺高效“温度窗”内;其次燃烧后烟气分三股分别经过分离器,在分离器内剧烈混合且停留时间超过1.5秒,为SNCR工艺提供了天然的优良反应器;最后由于CFB燃烧技术是一种低NOX燃烧技术,CFB锅炉出口NOX浓度较低,再通过SNCR工艺,可确保出口浓度达到环保要求;此外SNCR工艺投资和运行费用都低于SCR工艺,工业试验和国外运行经验均表明SNCR系统用于CFB锅炉,设计合理可达50%以上脱硝效率,氨逃逸可低于8ppm。

 

SNCR脱硝设备工艺图

 
2、SNCR脱硝系统还原剂的选择:
SNCR脱硝系统还原剂有液氨、氨水、尿素三种。
(1)液氨:
优点:喷入炉膛后会迅速挥发成气体,不会造成炉内受热面湿壁、腐蚀;
缺点:氨气有毒、可燃、可爆,储存的安全防护要求高,需相关消防安全部门审批才能大量储存、使用;采用液氨的SNCR相对而言系统比较复杂,初期投资费用高,运行维护费用高,管道损失大,液氨泄漏事故频繁发生,从安全方面考虑,建议不采用液氨作为还原剂; 
(2)氨水:
优点:喷射刚性、穿透力比氨气喷射高;
缺点:氨水恶臭、挥发性和腐蚀性强,有一定的操作安全要求,由于含大量的稀释水,储存、输送系统复杂; 
(3 )尿素:
采取一般的工业、农业用尿素作为还原剂,其含氮量在46%以上,其运输、储存、输送都无需特殊的安全防护措施。 
从安全、采购、投资、运行成本、系统复杂性等方面综合考虑,选用尿素作为NOX还原剂。
 
3、还原剂喷射点的选择:
SNCR法的NOx脱除效率主要取决于反应温度、NH3与NOx的化学计量比、混合程度、反应时间等,CFB锅炉的烟气温度一般在920℃以下,分离器区域烟气温度在870——900℃之间,SNCR工艺的温度控制至关重要,若温度过低,NH3的反应不完全,容易造成NH3逃逸;而温度过高,NH3则容易被氧化为NO,抵消了NH3的脱硝效果。温度过高或过低都会导致还原剂损失和NOx脱除率下降。
对于SNCR脱硝还原剂(尿素或液氨)而言,CFB锅炉均能提供合适的温度区间供还原剂与NOx发生反应,达到脱除NOx的目的。
根据目前技术人员对循环流化床锅炉的研究,SNCR最佳还原剂注射点为旋风分离器入口。根据流场计算及实测烟气在旋风分离器内平均停留时间将大致大于1S,而旋风分离器内温度基本不变化,还原剂在合适温度区间内停留时间将超过1S,超过最佳反应停留时间0.5秒,已经足够让其充分反应。
除了需要反应时间外,还需要脱硝还原剂与烟气的充分混合。CFB锅炉的旋风分离器中,气流的流场比较复杂,有分离器入口的转向和加速、主气流沿着分离器内壁的旋转、转向等。随着固相的分离,气体也贴壁旋转,旋转过程中有回流区形成、为气相的扩散和混合创造了非常好的条件。
气相在旋风分离器中的强烈混合,对喷氨脱硝反应非常有利。在CFB锅炉的旋风分离器内,还原剂与烟气将得到非常好的混合,有利于提高脱硝效率。
根据SNCR法的NOx脱除效率影响因素,从利于提高脱硝效率方面考虑,还原剂喷射点选择在为旋风分离器入口。
 
4、总结
采用SNCR脱硝技术,对锅炉效率、排烟温度、锅炉受热面以及锅炉下游设备造成腐蚀的影响均较小,不影响机组运行的安全,不需要进行针对性设备改造;SNCR脱硝技术与SCR脱硝技术相比,具有工程实施较为简单易行,投资及运行成本低,占地面积少,建设工期短。所以,可以根据不同的工况合理选择设备类型,得到最高的投入产出效益。 
 

 

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