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    SNCR脫硝技術的選擇

    1、脫硝工藝比較:

    項目

    SCR

    SNCR/SCR混合型

    SNCR

    脫硝效率

    90%以上

    80%

    50%-70%

    反應溫度

    320-400℃

    前段:850-110℃

    后段:320-400℃

    850-1150℃

    NH3逃逸

    3-5ppm

    5-10ppm

    5-10ppm

    還原劑

    以NH3為主

    可使用NH3或尿素

    以尿素為主

    催化劑

    大量催化劑

    后段加裝少量催化劑

    不適用催化劑

    還原劑噴射位置

    省煤器與SCR反應器前煙道內

    爐膛中上部,爐膛出口

    爐膛中上部、爐膛出口、水平煙道

    SNCR適用于CFB機組,首先其爐膛出口溫度一般在850——1000℃區間內,在SNCR工藝高效“溫度窗”內;其次燃燒后煙氣分三股分別經過分離器,在分離器內劇烈混合且停留時間超過1.5秒,為SNCR工藝提供了天然的優良反應器;最后由于CFB燃燒技術是一種低NOX燃燒技術,CFB鍋爐出口NOX濃度較低,再通過SNCR工藝,可確保出口濃度達到環保要求;此外SNCR工藝投資和運行費用都低于SCR工藝,工業試驗和國外運行經驗均表明SNCR系統用于CFB鍋爐,設計合理可達50%以上脫硝效率,氨逃逸可低于8ppm。

     

    SNCR脫硝設備工藝圖

     

    2、SNCR脫硝系統還原劑的選擇:

    SNCR脫硝系統還原劑有液氨、氨水、尿素三種。

    (1)液氨:

    優點:噴入爐膛后會迅速揮發成氣體,不會造成爐內受熱面濕壁、腐蝕;

    缺點:氨氣有毒、可燃、可爆,儲存的安全防護要求高,需相關消防安全部門審批才能大量儲存、使用;采用液氨的SNCR相對而言系統比較復雜,初期投資費用高,運行維護費用高,管道損失大,液氨泄漏事故頻繁發生,從安全方面考慮,建議不采用液氨作為還原劑; 

    (2)氨水:

    優點:噴射剛性、穿透力比氨氣噴射高;

    缺點:氨水惡臭、揮發性和腐蝕性強,有一定的操作安全要求,由于含大量的稀釋水,儲存、輸送系統復雜; 

    (3 )尿素:

    采取一般的工業、農業用尿素作為還原劑,其含氮量在46%以上,其運輸、儲存、輸送都無需特殊的安全防護措施。 

    從安全、采購、投資、運行成本、系統復雜性等方面綜合考慮,選用尿素作為NOX還原劑。

     

    3、還原劑噴射點的選擇:

    SNCR法的NOx脫除效率主要取決于反應溫度、NH3與NOx的化學計量比、混合程度、反應時間等,CFB鍋爐的煙氣溫度一般在920℃以下,分離器區域煙氣溫度在870——900℃之間,SNCR工藝的溫度控制至關重要,若溫度過低,NH3的反應不完全,容易造成NH3逃逸;而溫度過高,NH3則容易被氧化為NO,抵消了NH3的脫硝效果。溫度過高或過低都會導致還原劑損失和NOx脫除率下降。

    對于SNCR脫硝還原劑(尿素或液氨)而言,CFB鍋爐均能提供合適的溫度區間供還原劑與NOx發生反應,達到脫除NOx的目的。

    根據目前技術人員對循環流化床鍋爐的研究,SNCR最佳還原劑注射點為旋風分離器入口。根據流場計算及實測煙氣在旋風分離器內平均停留時間將大致大于1S,而旋風分離器內溫度基本不變化,還原劑在合適溫度區間內停留時間將超過1S,超過最佳反應停留時間0.5秒,已經足夠讓其充分反應。

    除了需要反應時間外,還需要脫硝還原劑與煙氣的充分混合。CFB鍋爐的旋風分離器中,氣流的流場比較復雜,有分離器入口的轉向和加速、主氣流沿著分離器內壁的旋轉、轉向等。隨著固相的分離,氣體也貼壁旋轉,旋轉過程中有回流區形成、為氣相的擴散和混合創造了非常好的條件。

    氣相在旋風分離器中的強烈混合,對噴氨脫硝反應非常有利。在CFB鍋爐的旋風分離器內,還原劑與煙氣將得到非常好的混合,有利于提高脫硝效率。

    根據SNCR法的NOx脫除效率影響因素,從利于提高脫硝效率方面考慮,還原劑噴射點選擇在為旋風分離器入口。

     

    4、總結

    采用SNCR脫硝技術,對鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設備造成腐蝕的影響均較小,不影響機組運行的安全,不需要進行針對性設備改造;SNCR脫硝技術與SCR脫硝技術相比,具有工程實施較為簡單易行,投資及運行成本低,占地面積少,建設工期短。所以,可以根據不同的工況合理選擇設備類型,得到最高的投入產出效益。 

     

     

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