高温SNCR尿素脱硝设备

SNCR尿素脱硝简介

所谓SNCR技术，就是在不采用催化剂的情况下，在炉膛内或烟气适宜温度（温度850-1100度)处均匀喷入氨或尿素等氨基还原剂，还原剂在炉中迅速分解，与烟气中的NOx反应生产N2和H2O,而基本不与烟气中的氧气发生作的技术。

一： 脱硝背景及意义

      硝泛指含氮氧化物，主要有N₂O、NO、NO₂、N₂O₃等，多以NO、NO₂形式存在，简称为NOx。NOx主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等燃料的燃烧。NOx的危害主要有以下几个方面：

（1）严重影响人类身体健康，NO能与血液中血红蛋白发生反应，降低血红蛋白的输氧能力，严重时可引起组织缺氧，损害中枢神经组织；

（2）形成光化学烟雾，NOx与碳氢化合物在阳光照射下会产生有毒的烟雾，称之为光化学烟雾；

（3）是形成酸雨的重要组成成分，我国酸雨主要成分为硫酸，其次是硝酸，硝酸主要来源就是空气中的氮氧化合物；

（4）容易演变成PM10和PM2.5，对人体产生危害。据研究，近来受民众关注的PM2.5，其中10%为氮氧化物氧化为硝酸根所致；

（5）造成臭氧层耗损。

二： SNCR脱硝原理

选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术，是烟气NOx的末端处理技术，是把含有氨基的还原剂（尿素或氨水）在不使用催化剂的前提下均匀喷入锅炉温度范围为850～1250℃的区域，选择性地把烟气中的NOx还原为N₂和H₂O，以达到减排NOx的目的。

主要化学反应为：

  氨水作还原剂：                                                4 NO+4 NH₃+O₂→4 N₂+6 H₂O

                                                                                 4 NH₃+2 NO₂+O₂→3 N₂+H₂O

       尿素作还原剂：

  2 CO(NH₂)₂+4 NO+O₂→3 N₂+2 CO₂+4 H₂O

  6 CO(NH₂)₂+8 NO₂+O₂→10 N₂+6 CO₂+12 H₂O

三： SNCR脱硝技术的优点

1. 投资成本低，不使用催化剂，运行成本低，经济优势明显；

2. 不需要对锅炉进行结构性改造，建设周期短；

3. 对生产工艺无不良影响，改造使用后无需调整其他设备的运行；

4. 与SCR相比不产生液体或固体废料；

5、比较适合我国现有中小型电厂锅炉改造，脱硝效率约为50%～70%，并可以和低 NOx燃烧或分级燃烧技术共同使用。

SNCR技术是已投入运行使用并被证明的非常成熟的烟气脱硝技术，目前在国内锅炉中已推广使用，效果很好。更精密、更有效的雾化控制模式、更精准的NOx监测技术，可以帮助更精确地调节脱硝剂的喷入量，完善混合程度，获得更高更稳定的脱硝效率。近期国内科研院所、权威部门一致认定， SNCR技术是很适合我国实际情况的成熟可靠的烟气脱硝技术。

四：  SNCR脱硝效率的影响因素

（1） 温度范围

NOx的还原反应发生在某一特定的温度范围内（最佳反应温度区间为850℃～1100℃）。若温度过低（800℃以下），NH3的反应不完全，容易造成NH3逃逸，形成二次污染；而温度过高（1400℃以上），NH3则容易被氧化为NOx。可见温度过高或过低都会导致还原剂的损失和NOx脱除率下降。

（2） 还原剂和烟气混合程度

SNCR脱硝效率低的主要原因之一就是混合问题，还原剂与烟气的混合程度决定了反应的进程和速度。例如，局部的NOx浓度过高，不能被还原剂还原，导致脱硝效率低；局部的NOx浓度过低，还原剂未全部发生还原反应，导致还原剂利用率低，还增加氨逃逸。因此，还原剂与烟气混合充分与否，直接影响脱硝效率。

（3）溶液停留时间

溶液停留（化学反应）时间：合适的温度范围内反应物在反应器内停留的总时间。在此时间内，氨水或尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还原剂的分解和NOx的还原等步骤须全部完成，一般要求时间为0.5s。而雾化状态的氨在脱硝反应区停留时间的长短取决于反应区的尺寸、烟气流经反应区的速度、还原剂溶液的雾化状况、雾场与烟气混合的形式等因素。

（4） 氨氮比（NSR）

即反应中氨基与NO的摩尔比值，按照SNCR反应，还原1mol NO需要1mol氨或0.5mol尿素，但实际使用的还原剂量要比这个量大，因为实际反应比较复杂且气体混合不均匀，要达到较好的脱硝效果就必须增大还原剂量。随着氨氮比的增加，脱硝效率增加，氨逃逸增加，成本也会增加。目前SNCR的经济NSR一般控制在1.2-1.5左右。