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选择性非催化还原脱硝(SNCR)技术

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添加日期:2017/6/20 11:46:40

产品介绍:

工艺原理

SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)即为选择性非催化还原法,是一种经济实用的NOx脱除技术。其原理是以NH3、尿素等作为还原剂,在注入到锅炉之前雾化或者注入到锅炉中靠炉内的热?#31354;?#21457;雾化。还原剂喷入炉膛温度为(900~1100)℃的区域,气相的氨或者尿素就会分解为自由基NH3和NH2,在该温度区域及氧存在的条件下,还原剂热分解产物NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。

其主要反应为:

另也发生反应:

上述主要发生在900-1100℃的温度范围内。当温度超过1100 ℃时,NH3会被氧化成NO,反而造成NOx排?#25490;?#24230;增大。


工艺介绍

SNCR脱硝工艺主要包括以下四个基本过程:

1、接收和储存还原剂;

2、还原剂的计量输出、与水混合稀释;

3、在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;

4、还原剂与烟气混合进行脱硝反应。

5、SNCR 系统采取模块方式进行设计、制造,主要由还原剂循环模块、还原剂的水稀释模块、还原剂计量模块、还原剂均分模块、还原剂注入器等模块化组件构成。

SNCR系统组成

SNCR脱硝系统主要由以下几个模块组成:氨水溶液制备储存模块、在线稀释模块、计量分配模块、喷射模块。

1、氨水溶液制备储存模块

氨水溶液经卸氨泵进入氨水储罐。罐的容积一般满足3 天的用量要求(氨水浓度一般为20-30%),储罐一般采用304L或316L不锈?#31181;?#36896;,储罐装有液位计、温度计、浓度计等测量设备,装有人孔、梯子及通风孔等。储罐露天放置时,四周加有隔离防护栏,并采用保温和蒸汽伴热使储罐内温度不低于30%浓度氨水溶液结晶温度18℃,并将考虑现场其他情况变量包括地震带,风载荷、雪载荷和温度变化等。

2、在线稀释模块  

当锅炉负荷或炉膛出口的NOx浓度变化时,送入炉膛的氨水溶液的量也应随之变化,这将导致送入喷射器的流量发生变化。若喷射器的流量变化太大,将会影响到雾化喷射效果,从而影响脱硝率和氨残余。因此,采用在线稀释模块,用来保证在运行工况变化时喷嘴中流体流量基本不变。30%浓度氨水溶液和稀释水通过静态混合器稀释成一定比例喷入炉膛。

3、计量与分配模块  

一般每台锅炉配置一个计量分配模块,包括氨水溶液计量分配模块?#33073;?#32553;空气计量分配模块。 由在线稀释模块输送过来的低浓度的氨水溶液进入炉前的氨水溶液计量分配模块。计量分配模块中安装有电磁流量计、压力变送器和电动阀等,通过流量计的读数来控制调节阀的开度,从而控制每台锅炉需要的氨水溶液的流量。经过计量后的氨水溶液在由模块中的分配母管分为多路,分别通向每只喷枪。在每个支路氨水溶液管上安装有调节阀、压力表等装置,用于调整每支喷枪所需的氨水溶液的流量。喷入炉膛的氨水溶液是经过雾化后喷入的。在每台锅炉的计量分配模块中还设有电动阀,用来调节控制需要的量。

压缩空气经过除水除油、调压处理后?#29615;?#37197;到每只喷枪。在每条压缩空气支路管中也设有调节阀、压力表等装置,用于调整每只喷枪雾化所需的压缩空气用量。

4、喷射模块  

由各个计量分配模块输送过来的氨水溶液进入炉前的喷枪,经过喷枪的雾化后送入炉膛或烟道。雾化用的喷枪采用二流体喷枪,二流体喷枪主要由枪体和喷嘴组成,枪体分为内管和外管两个部分,溶液走内管,压缩空气走外管,压缩空气在外管中呈螺旋状前进,在喷嘴出口处呈涡流状高速喷出与溶液充分混合,通过调节压缩空气用量与氨水溶液用量的比例使之达到完全雾化的效果。

5、雾化气体

雾化气体一般选用压缩空气。压缩空气用于加强氨水溶液与炉内烟气混合,充分混合有利于保证脱硝效果,提高氨水溶液利用率,减少尾部氨残余。一般喷射器前的压力应控制在0.5~0.7MPa。 

6、稀释水  

喷入炉膛的氨水是溶液状的,溶解氨水的溶剂选择最廉价易?#20204;?#28342;解能力较强的水。作为氨水溶解剂的水应是具有软化水质量的纯水。


影响SNCR脱硝效?#23454;?#22240;素

1、反应温度,NOx的还原反应发生在特定的温度范围内,最佳反应温度870~1050℃;

2、停留时间,停留时间的大小取决于锅炉气路的尺寸?#33073;?#27668;流经锅炉气路的气速,SNCR系统中,停留时间一般为1~10S;

3、还原剂?#33073;?#27668;的混合程度,为使还原反应充分进行,还原剂必须与烟气混合均匀,混合均匀程?#28909;?#20915;于锅炉的结构形状与气流通过方式;

4、锅炉的燃烧方式;

5、NH3/NOx摩尔比;

6、氨泄漏量。


SNCR与SCR相比较的主要特点

1、SNCR的反应剂采用炉膛内喷射,不需特殊预留空间。SNCR 不采用催化剂系统不存在压力损失。      

2、SNCR不使用催化剂,因此,脱硝还原反应的温度比较高,?#28909;?#33073;硝剂为氨时,反应温度窗为850~1100℃。当烟气温度大于1050℃时,氨就会开始被氧化成NOx,到1100℃,氧化速度会明显加快,?#29615;?#38754;,降低了脱硝效率,另外?#29615;?#38754;,增加了还原剂的用量和成本。当烟气温度低于870℃时,脱硝的反应速度大幅降低。  

3、SNCR没有压力损失,因此不需提高引风机压头,特别是?#33041;?#26426;组不需对引风机进行?#33041;臁?/p>

4、SNCR由于反应温度窗的缘故,反应时间以及喷氨点的设置、切换受锅炉炉膛和受热面布置的限制。   

5、SNCR为了满足反应温度的要求,喷氨控制的要求很高。喷氨控制成了SNCR的技术关键,也是限制SNCR脱硝效率和运行的稳定性、可靠性的最大障碍。

6、SNCR投资?#31995;停?#20294;脱硝效率也?#31995;停?#19968;般为30%-50%,SCR的脱硝效?#22763;?#36798;60-90%,但投资费用较高。


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