脫硫脫硝處理設備

SNCR脫硝技術

產品分類:脫硫脫硝處理設備

產品描述:SNCR選擇性非脆化還原法技術的催化劑費用通常占到SCR係統初始投資的40%左右,其運行成本很大程度上受催化劑壽命的影響,選擇性非催化還原法脫硝技術應運而生。選擇性非催化還原法

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SNCR選擇性非脆化還原法技術的催化劑費用通常占到SCR係統初始投資的40%左右,其運行成本很大程度上受催化劑壽命的影響,選擇性非催化還原法脫硝技術應運而生。選擇性非催化還原法(SelectiveNon-CatalyticReduction,SNCR)技術是一種不用催化劑,在850℃~1100℃範圍內還原NOx的方法,還原劑常用氨或尿素,初由美國的Exxon公司發明並於1974在日本成功投入工業應用,後經美國FuelTech公司推廣,目前美國是世界上應用實例多的國家。
 
SNCR脫硝技術是把含有NHx基的還原劑噴入爐膛溫度為850℃~1100℃的區域後,迅速熱分解成NH3和其它副產物,隨後NH3與煙氣中的NOx進行SNCR反應而生成N2。其反應方程式主要為:
•4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(5-6)
•4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O(5-7)
•8NH3+6NO2→7N2+12H2O(5-8)
而采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學反應為:
•(NH2)2CO→2NH2+CO(5-9)
•NH2+NO→N2+H2O(5-10)
•CO+NO→N2+CO2(5-11)
SNCR還原NO的反應對於溫度條件非常敏感,爐膛上噴入點的選擇,也就是所謂的溫度窗口的選擇,是SNCR還原NO效率高低的關鍵。一般認為理想的溫度範圍為850℃~1100℃,並隨反應器類型的變化而有所不同。當反應溫度低於溫度窗口時,由於停留時間的限製,往往使化學反應進行不夠充分,從而造成NO的還原率較低,同時未參與反應的NH3增加也會造成氨氣的逃逸,遇到SO2會產生NH4HSO4和(NH4)2SO4,易造成空氣預熱器堵塞,並有腐蝕的危險。而當反應溫度高於溫度窗口時,NH3的氧化反應開始起主導作用:
4NH3+5O2→4NO+6H2O(5-12)
從而,NH3的作用成為氧化並生成NO,而不是還原NO為N2。如何選取合適的溫度條件同時兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術成功應用的關鍵。
  

典型的SNCR係統由還原劑儲槽、多層還原劑噴入裝置以及相應的控製係統組成。它的工藝簡單,操作便捷,尤其適用於對現役機組的改造。又因它不需要催化劑床層,而僅僅需要對還原劑的儲存設備和噴射係統加以安裝,因而初始投資相對於SCR工藝來說要低得多。
SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為30%~60%,且大多用作低NOx燃燒技術後的二次處置。

影響SNCR還原NO的化學反應效率的主要主要因素包括以下幾點:
(1)溫度對SNCR的還原反應的影響
溫度對SNCR的還原反應的影響大。當溫度高於1100℃時,NOx的脫除率由於氨氣的熱分解而降低;溫度低於800℃以下時,NH3的反應速率下降,還原反應進行得不充分,NOx脫除率下降,同時氨氣的逸出量可能也在增加。由於爐內的溫度分布受到負荷、煤種等多種因素的影響,溫度窗口隨著鍋爐負荷的變化而變動。根據鍋爐特性和運行經驗,佳的溫度窗口通常出現在折焰角附近的屏式過熱、再熱器處及水平煙道的末級過、再熱器所在的區域。
(2)還原劑在溫度窗口的停留時間
還原劑在溫度窗口的停留時間越長,則NOx的脫除效果越好。NH3的停留時間超過1s則可以出現NOx脫除率。尿素和氨水需要0.3s~0.4s的停留時間以達到有效的NOx脫除效果。
(3)SNCR工藝所用的還原劑類型
SNCR工藝所用的還原劑及製備方法與SCR工藝相同,主要是NH3和尿素。為了獲得理想的NOx脫除效率,還原劑的用量(化學當量)比SCR工藝要大。大多數過量的還原劑分解為氮氣和CO2,但是,也有微量的氨和CO會殘留在尾氣中,造成氨的泄漏問題。其中氨的泄漏量一般小於2.5×10-5,比較好的情況下可以小於1×10-5。在用尿素作還原劑的情況下,其N2O的生成幾率要比用氨作還原劑大,這是因為尿素可分解為HNCO,而HNCO又可進一步分解生成為NCO,而NCO可與NO進行反應生成氧化二氮:
NCO+NO→N2O+CO(5-13)
為了提高SNCR對NOx的還原效率,降低氨的泄漏量,必須在設計階段重點考慮以下幾個關鍵的工藝參數:燃料類型、鍋爐負荷、爐膛結構、受熱麵布置、過量空氣量、NO濃度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO濃度等。
 

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