一、SCR

技術(shù)簡(jiǎn)介SCR即為選擇性催化還原技術(shù)，目前氨催化還原法是應(yīng)用得最多的技術(shù)。它沒有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且脫除效率高（可達(dá)90%以上），運(yùn)行可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下，NH3優(yōu)先和NOx發(fā)生還原脫除反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，其主要反應(yīng)式為：（1）4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
（2）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O在沒有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只是在很窄的溫度范圍內(nèi)（980℃左右）進(jìn)行，采用催化劑時(shí)其反應(yīng)溫度可控制在300-400℃下進(jìn)行，相當(dāng)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度，上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于NOx在煙氣中的濃度較低，故反應(yīng)引起催化劑溫度的升高可以忽略。

工作原理

選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，還原劑與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。

系統(tǒng)組成

SCR脫硝系統(tǒng)主要包括SCR反應(yīng)器、催化劑、反應(yīng)器殼體和鋼結(jié)構(gòu)、煙道系統(tǒng)、還原劑儲(chǔ)存制備供應(yīng)系統(tǒng)、還原劑噴射系統(tǒng)、和吹灰系統(tǒng)。1、SCR反應(yīng)器反應(yīng)器的截面尺寸根據(jù)鍋爐的大小設(shè)計(jì)，每臺(tái)脫硝反應(yīng)器設(shè)計(jì)成2＋1層催化劑布置方式，其中上層為預(yù)留層。煙氣經(jīng)過與氨氣均勻混合后垂直向下流經(jīng)反應(yīng)器，反應(yīng)器入口設(shè)置氣流均布裝置，反應(yīng)器主要由里面布置的催化劑、催化劑支撐梁、反應(yīng)器殼體、密封板等組成。在反應(yīng)器內(nèi)，還原劑（液氨）在催化劑的作用下與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx2、催化劑催化劑有貴金屬和普通金屬之分，貴金屬催化劑由于它們和硫反應(yīng)，且價(jià)格昂貴，實(shí)際上不予采用，普通催化劑催化效率不是很高，價(jià)格也比較貴，要求反應(yīng)溫度范圍為300～400℃。比較常用的催化劑含有氧化釩和氧化鈦。SCR催化劑由陶瓷支架和活性成分（氧化釩，氧化鈦，有時(shí)候還有鎢）組成，現(xiàn)在使用的催化劑性狀主要有兩種：蜂窩形和板形。采用預(yù)制成型的蜂窩型陶瓷，催化劑填充在蜂窩空中或涂刷在基質(zhì)上。采用板形時(shí)在支撐材料外涂刷催化劑。煙氣含塵時(shí)，吸收塔一般是垂直布置，煙氣由上而下流動(dòng)。催化劑布置在2層到4層（或組）催化劑床上，為充分利用催化劑，一般布置3層或4層，同時(shí)提供一個(gè)備用的催化床層。當(dāng)催化劑活性降低時(shí)，在備用層中安裝催化劑。持續(xù)失活后，在旋轉(zhuǎn)基座上更換催化劑，一次只換一層，從頂層開始，這種方法可以充分利用催化劑。吸收塔內(nèi)布置吹灰器，定期吹灰，吹去沉積在催化床上的灰塵。SCR系統(tǒng)的性能主要由催化劑的質(zhì)量和反應(yīng)條件所決定。在SCR反應(yīng)器中催化劑體積越大，NOx的脫除率越高同時(shí)氨的逸出量也越少，然而SCR工藝的費(fèi)用也會(huì)顯著增加。3、反應(yīng)器殼體和鋼結(jié)構(gòu)反應(yīng)器殼體是包含催化劑的外部結(jié)構(gòu)，主要由框架鋼結(jié)構(gòu)、鋼板焊接而形成密閉的空間。為了防止煙氣的散熱，在反應(yīng)器內(nèi)外護(hù)板之間布置保溫材料。為支撐催化劑，在每層催化劑的下面布置有支撐鋼結(jié)構(gòu)梁，將催化劑模塊成排布置在支撐梁上。在反應(yīng)器的入口設(shè)置氣流均布裝置，反應(yīng)器內(nèi)部易于磨損的部位設(shè)有防磨措施。內(nèi)部各種加強(qiáng)板及支架均設(shè)計(jì)成不易積灰的型式，同時(shí)將考慮熱膨脹的補(bǔ)償措施。在反應(yīng)器殼體上設(shè)置更換催化劑的門、人孔門和安裝聲波吹灰器的孔。4、煙道系統(tǒng)煙道分為反應(yīng)器入口煙道和出口煙道二部分。入口煙道從鍋爐尾部省煤器出口膨脹節(jié)至反應(yīng)器入口為止。在入口煙道上布置有氨噴射裝置、管式混合器、煙氣導(dǎo)流板和灰斗等。出口煙道從反應(yīng)器出口至鍋爐尾部空預(yù)器入口為止。在出口煙道上布置有煙氣導(dǎo)流板等。5、還原劑儲(chǔ)存制備供應(yīng)系統(tǒng)還原劑用罐裝卡車運(yùn)輸，以液體形態(tài)儲(chǔ)存于還原劑儲(chǔ)罐中；還原劑在注入SCR系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化，并經(jīng)過緩沖罐穩(wěn)壓后供應(yīng)反應(yīng)器脫硝使用，這部分工作都是在還原劑儲(chǔ)存制備供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)完成的。還原劑儲(chǔ)存制備供應(yīng)系統(tǒng)主要由卸料壓縮機(jī)、還原劑儲(chǔ)罐、還原劑蒸發(fā)槽、還原劑緩沖槽及還原劑輸送管道等，并備有氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)。6、還原劑噴射系統(tǒng)還原劑噴射系統(tǒng)包括由氣化的還原劑與稀釋空氣混合，通過噴還原劑格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中這一工藝過程。6.1稀釋風(fēng)機(jī)還原劑在空氣中的體積濃度達(dá)到16～25%時(shí)，會(huì)形成II類可燃爆炸性混合物。為保證注入煙道的還原劑與空氣混合物的安全，除控制混合器內(nèi)還原劑的濃度遠(yuǎn)低于其爆炸下限外，還保證氨在混合器內(nèi)均勻分布，噴入反應(yīng)器入口煙道的氨氣為空氣稀釋后的含5％左右還原劑的混合氣體。所選擇的風(fēng)機(jī)滿足脫除煙氣中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。稀釋風(fēng)機(jī)按2臺(tái)100％容量設(shè)置（1運(yùn)1備）。風(fēng)量裕度不低于10%，風(fēng)壓裕度不低于20%。6.2還原劑/空氣混合器為了保證還原劑與稀釋空氣均勻混合，每臺(tái)鍋爐采用2臺(tái)混合器，混合器為隔板式。6.3還原劑噴射格柵還原劑的注入采用格柵式，在管道上布置很多噴嘴，以保證噴入煙道內(nèi)的還原劑與煙氣均勻分配和混合。在噴射格柵的入口每一區(qū)域分配管道上設(shè)有手動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)各個(gè)區(qū)域還原劑的分配。7、吹灰系統(tǒng)SCR反應(yīng)器采用聲波吹灰器，每臺(tái)反應(yīng)器安裝一套聲波吹灰系統(tǒng)。每一層催化劑設(shè)置3臺(tái)吹灰器，一臺(tái)鍋爐共裝有12臺(tái)聲波吹灰器。吹灰控制納入機(jī)組DCS系統(tǒng)。

SCR脫硝效率的影響因素

在SCR技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，影響脫硝效果的主要因素包括：1.溫度對(duì)催化劑反應(yīng)性能的影響目前，運(yùn)用于電廠煙氣脫硝中的的SCR催化劑有很多，不同的催化劑,其適宜的反應(yīng)溫度也差別各異。如果反應(yīng)溫度太低,催化劑的活性降低,脫硝效率下降，則達(dá)不到脫硝的效果。并且，如果催化劑在低溫下持續(xù)運(yùn)行,將導(dǎo)致催化劑的永久性損壞；如果反應(yīng)溫度太高,NH3容易被氧化,生成NOx的量增加,甚至?xí)鸫呋瘎┎牧系南嘧?導(dǎo)致催化劑的活性退化。采用何種催化劑與SCR反應(yīng)器的布置方式是密切相關(guān)的，一般可以把催化劑的種類分為三類：高溫催化劑(345℃～590℃)、中溫催化劑(260℃～380℃)和低溫催化劑(80℃～300℃)。目前,國(guó)內(nèi)外SCR系統(tǒng)大多采用高溫催化劑,反應(yīng)溫度在315℃～400℃。2.空速（SV）對(duì)催化劑性能的影響煙氣在SCR反應(yīng)塔中的空塔速度是SCR的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù),它是煙氣體積流量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的濕煙氣))與SCR反應(yīng)塔中催化劑體積比值,反映了煙氣在SCR反應(yīng)塔內(nèi)的停留時(shí)間的大小。煙氣的空塔速度越大,其停留時(shí)間越短。一般SCR的脫硝效率將隨煙氣空塔速度的增大而降低?？账俣韧ǔＪ歉鶕?jù)SCR反應(yīng)塔的布置、脫硝效率、煙氣溫度、允許的氨逃逸量以及粉塵濃度來確定的。3.摩爾比對(duì)NO轉(zhuǎn)換的影響理論上，lmoI的NO需要1moI的NH3去脫除。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡知識(shí)，NH3量不足會(huì)導(dǎo)致NOx的脫除效率降低，但在工程實(shí)踐中，NH3過量又會(huì)帶來NH3對(duì)環(huán)境的二次污染，一般在設(shè)計(jì)過程中，NH3/NO的值控制在0.8～1.2的范圍內(nèi)比較合適，并且結(jié)合機(jī)組負(fù)荷的變化而變化。4.催化劑的選擇對(duì)SCR工藝的影響SCR系統(tǒng)中的重要組成部分是催化劑，催化劑的選擇不僅僅是針對(duì)反應(yīng)溫度的不同來選擇，并且要考慮SCR裝置的壓降、布置的合理性等因素。當(dāng)前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格為基材負(fù)載上含有活性成分的載體壓制而成；蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成分混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑是外形如起伏的波紋，從而形成小孔。當(dāng)前各種催化劑活性成分大部分為WO3和V2O5。各種催化劑性能參數(shù)的比較見表：

SCR和SNCR區(qū)別

SCR脫硝設(shè)備工藝圖

SCR脫硝設(shè)備案例

二、SNCR

技術(shù)簡(jiǎn)介

SNCR即為選擇性非催化還原法，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的NOx脫除技術(shù)，其原理是以NH3、尿素[CO(NH2)2]等作為還原劑，在注入到鍋爐之前霧化或者注入到鍋爐中靠爐內(nèi)的熱量蒸發(fā)霧化。在適宜的溫度范圍內(nèi)，氣相的氨或者尿素就會(huì)分解為自由基NH3和NH2，在特定的溫度和氧存在的條件下，還原劑與NOx的反應(yīng)優(yōu)于于其他反應(yīng)而進(jìn)行。因此可以認(rèn)為是選擇性化學(xué)過程。還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗口，對(duì)本方法的脫硝效率有較大影響。

工作原理選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術(shù)是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃~1100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。采用NH3作為還原劑，在溫度為900℃~1100℃的范圍內(nèi)，還原NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為

而采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學(xué)反應(yīng)為：

SNCR還原NO的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，爐膛上噴入點(diǎn)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(guān)鍵。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為700℃~1100℃,并隨反應(yīng)器類型的變化而有所不同。當(dāng)反應(yīng)溫度低于溫度窗口時(shí)，由于停留時(shí)間的限制，往往使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度較低反應(yīng)不夠徹底，從而造成NO的還原率較低，同時(shí)未參與反應(yīng)的NH3增加也會(huì)造成氨氣泄漏。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度窗口時(shí)，NH3的氧化反應(yīng)開始起主導(dǎo)作用：

從而，NH3的作用成為氧化并生成NO，而不是還原NO為N2。總之SNCR還原NO的過程是上述兩類反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng)、共同作用的結(jié)果。如何選取合適的溫度條件同時(shí)兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。

SNCR脫硝系統(tǒng)組成

SNCR脫硝系統(tǒng)主要包括尿素存儲(chǔ)系統(tǒng)、尿素溶液配制系統(tǒng)、尿素溶液儲(chǔ)存系統(tǒng)、溶液噴射系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。1.尿素供應(yīng)站尿素存儲(chǔ)系統(tǒng)、尿素溶液配制系統(tǒng)和尿素溶液儲(chǔ)存系統(tǒng)集中布置,共同組成尿素供應(yīng)站(以下簡(jiǎn)稱“尿素站”)。尿素站占地面積約235m2，高約15m。它的主要設(shè)備包括:1個(gè)干尿素儲(chǔ)倉(cāng)，1個(gè)計(jì)量倉(cāng)，1臺(tái)螺旋輸送機(jī)，1個(gè)配液池，2個(gè)尿素溶液儲(chǔ)罐，2個(gè)尿素溶液輸送泵和2個(gè)水加壓泵。在尿素站內(nèi)，完成尿素儲(chǔ)存、尿素溶液配制的任務(wù),泵送到爐前噴射系統(tǒng)。2.溶液噴射系統(tǒng)溶液噴射系統(tǒng)由三層噴射層組成，每層由14個(gè)噴射器組成。三層噴射層布置在爐膛燃燒區(qū)域上部和爐膛出口處，,以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化引起的爐膛煙氣溫度變化，使尿素溶液在最佳反應(yīng)溫度窗口噴入爐膛。每層噴射層都設(shè)有總閥門控制本噴射層是否投運(yùn)，不投運(yùn)的噴射槍則由氣動(dòng)推進(jìn)器帶動(dòng)退出爐膛避免高溫受熱。各噴射層的尿素管道和霧化蒸汽管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門，控制噴射層的流量。3.自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用獨(dú)立的可編程序邏輯控制器(PLC)，系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置1臺(tái)工程師站(兼操作員站)，預(yù)留OPC通信接口與電廠分散控制系統(tǒng)(DCS)通信;系統(tǒng)設(shè)有必要的報(bào)表、查詢和報(bào)警等功能?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)采集的相關(guān)信號(hào)，控制、調(diào)節(jié)主要設(shè)備運(yùn)行情況和噴槍運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)高效脫硝。

技術(shù)特點(diǎn)(1)系統(tǒng)簡(jiǎn)單：不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置，而只需在現(xiàn)有的燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上增加氨或尿素儲(chǔ)槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；(2)系統(tǒng)投資?。合鄬?duì)于SCR的大約40美元kW-1~60美元kW-1的昂貴造價(jià)，由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及運(yùn)行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價(jià)的尿素或液氨，所以SNCR大約5美元?kW-1~10美元kW-1的造價(jià)顯然更適合我國(guó)國(guó)情；(3)阻力?。簩?duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響較小；(4)系統(tǒng)占地面積?。盒枰妮^小的氨或尿素儲(chǔ)槽，可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地預(yù)算。

影響因素在SNCR技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，影響脫硝效果的主要因素包括：1.溫度范圍溫度對(duì)SNCR的還原反應(yīng)的影響最大。當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)，NOx的脫除率由于氨氣的熱分解而降低；溫度低于1000℃以下時(shí)，NH3的反應(yīng)速率下降，還原反應(yīng)進(jìn)行得不充分，NOx脫除率下降，同時(shí)氨氣的逸出量可能也在增加。由于爐內(nèi)的溫度分布受到負(fù)荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負(fù)荷的變化而變動(dòng)。根據(jù)鍋爐特性和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最佳的溫度窗口通常出現(xiàn)在折焰角附近的屏式過、再熱器處及水平煙道的末級(jí)過、再熱器所在的區(qū)域。2.合適的溫度范圍內(nèi)可以停留的時(shí)間停留時(shí)間：指反應(yīng)物在反應(yīng)器內(nèi)停留的總時(shí)間；在此時(shí)間內(nèi)，NH3、尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發(fā)、還原劑的分解和NOx的還原等步驟必須完成；停留時(shí)間的大小取決于鍋爐的氣路的尺寸和煙氣流經(jīng)鍋爐氣路的氣速；SNCR系統(tǒng)中，停留時(shí)間一般為0.001s～10s。3.反應(yīng)劑和煙氣混合的程度混合程度：要發(fā)生還原反應(yīng)，還原劑必須與煙氣分散和混合均勻；混合程度取決于鍋爐的形狀與氣流通過鍋爐的方式。4.NH3/NOx摩爾比（化學(xué)當(dāng)量比）5.未控制的NOx濃度水平6.氣氛（氧量、一氧化碳濃度）的影響7.氮?jiǎng)╊愋秃蜖顟B(tài)8.添加劑的作用

SNCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用及前景SNCR在不同的鍋爐中的應(yīng)用。對(duì)于垃圾爐、某些工業(yè)鍋爐，由于其爐膛內(nèi)的溫度正好處于其反應(yīng)溫度窗內(nèi)，因此SNCR適應(yīng)性比較好，噴氨點(diǎn)的設(shè)置和控制比較簡(jiǎn)單。而且由于不經(jīng)過對(duì)流受熱面，爐膛內(nèi)的溫度又相對(duì)穩(wěn)定，所以運(yùn)行的可靠性相對(duì)要好一些。因此SNCR在這類鍋爐的應(yīng)用比較多。對(duì)于電站鍋爐，反應(yīng)溫度窗處于高溫對(duì)流受熱面區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域，煙氣溫度受燃料，燃燒配風(fēng)等調(diào)整和變化以及鍋爐負(fù)荷的變動(dòng)影響較大，反應(yīng)溫度窗會(huì)沿著煙氣流動(dòng)方向遷移，因此SNCR設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)設(shè)置多個(gè)噴射取。另外，在煙道截面上，煙氣溫度分布不均勻，在不到200℃的最佳反應(yīng)溫度窗內(nèi)，煙氣溫度偏差可能達(dá)到100℃以上，SNCR的先天補(bǔ)足在此暴露無疑。要解決反應(yīng)溫度窗的遷移的問題，煙氣溫度的測(cè)量就是良好控制的前提。在這么高的溫度下，現(xiàn)有的技術(shù)水平，從測(cè)點(diǎn)數(shù)量、成本、測(cè)量的可靠性、儀表的損壞率都會(huì)有一些問題。另外一個(gè)問題就是氨氮摩爾比的問題。氨氮摩爾比是獲得高的脫硝效率、低的漏氨和穩(wěn)定的性能的重要因素。首先，SNCR還原反應(yīng)的氨氮摩爾比不象SCR一樣固定為1：1，隨著反應(yīng)條件的變化，這個(gè)比例是一個(gè)變化的值。然后，在SNCR的噴氨區(qū)，NOx的分布的均勻性很差，而且沒有使NOx分布變得均勻的混合手段，因此要獲得接近最佳氨氮摩爾比幾乎是不可能的。NOx測(cè)量的環(huán)境以及NOx測(cè)量?jī)x的成本，使得動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確獲得NOx的分布數(shù)據(jù)比獲得煙氣溫度有關(guān)數(shù)據(jù)的困難大得多。SNCR的脫硝效率，隨著鍋爐的性能設(shè)計(jì)和受熱面布置的不同，所能達(dá)到的極限也不同。如果在鍋爐設(shè)計(jì)的時(shí)候，在性能設(shè)計(jì)和受熱面設(shè)計(jì)時(shí)為SNCR而改變，那么SNCR會(huì)容易一些。但是這樣大多是得不償失的。所以在具體項(xiàng)目上SNCR的可行性論證，要等鍋爐設(shè)計(jì)基本方案出來以后，才能說脫硝效率能夠有望達(dá)到多高的水平。要把SNCR的脫硝效率發(fā)揮到極致，首先假設(shè)煙氣溫度和NOx測(cè)量技術(shù)的發(fā)展以及成本的降低，使準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠、地動(dòng)態(tài)測(cè)量可能的反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的盡可能多的溫度以及進(jìn)出口NOx數(shù)值成為可能。然后按照煙氣流動(dòng)方向和煙道截面方向的布置足夠多的噴氨區(qū)域，按照測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)噴氨量進(jìn)行精確調(diào)控。如果可能，鍋爐受熱面布置的時(shí)候，在同一級(jí)過熱器或者再熱器受熱面在適當(dāng)?shù)牡胤綇闹虚g拉開，為自由布置噴氨區(qū)域提供方便，甚至將對(duì)反應(yīng)溫度區(qū)有意多留長(zhǎng)一點(diǎn)的凈空。總之，SNCR確實(shí)存在一些問題，因溫度窗口、濃度分布、脫硝效率等問題確難在大型煤粉爐上廣泛應(yīng)用。但是由于方便改造，SNCR建設(shè)周期短、投資少等優(yōu)勢(shì)在流化床、中小型電廠改造項(xiàng)目、垃圾焚燒爐和應(yīng)對(duì)脫硝催化劑價(jià)格昂貴且易中毒失效而生的SNCR與SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)作為預(yù)脫硝項(xiàng)目上很有市場(chǎng)。

SNCR脫硝設(shè)備工藝圖

SNCR脫硝設(shè)備案例

三、氧化法脫硝
氧化法脫硝分類

氧化法脫硝分為兩大類：臭氧氧化法脫硝與次氯酸鈉氧化法脫硝。
技術(shù)分類：臭氧氧化法脫硝主要是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。該脫硝系統(tǒng)在不同的NOx等污染物濃度和比例下，可以同時(shí)高效率脫除煙氣中的NOx、二氧化硫和顆粒物等污染物，同時(shí)還不影響其他污染物控制技術(shù)，是傳統(tǒng)脫硝技術(shù)的一個(gè)高效補(bǔ)充或替代技術(shù)。次氯酸鈉氧化法脫硝主要是利用次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。該脫硝系統(tǒng)在不同的NOx等污染物濃度和比例下，可以同時(shí)高效率脫除煙氣中的NOx、二氧化硫和顆粒物等污染物。

臭氧氧化法脫硝工作原理：

臭氧氧化法脫硝主要是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。我公司在臭氧同時(shí)脫硫脫硝過程中NO的氧化機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)臭氧在煙道的投放、布?xì)夥绞?、氣相混合方式，溫度控制影響、粉塵影響等做了全面的模擬實(shí)驗(yàn)，總結(jié)并構(gòu)建出O3與NOx之間詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理比較復(fù)雜。在實(shí)際試驗(yàn)中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO的關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行研究。與氣相中的其他化學(xué)物質(zhì)如CO，SOx等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，這就使得NOx的臭氧氧化具有很高的選擇性。因?yàn)闅庀嘀械腘Ox被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除NOx，而不產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過氧化反應(yīng)，加入的臭氧被反應(yīng)所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時(shí)被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會(huì)影響到NOx的脫除效率。

臭氧發(fā)生系統(tǒng)：臭氧發(fā)生器的核心采用了先進(jìn)的介質(zhì)阻擋雙間隙放電技術(shù)，原料氣流經(jīng)過絕緣介質(zhì)與高壓電極之間以及絕緣介質(zhì)層和臭氧發(fā)生器罐體接地極之間的狹小間隙，兩個(gè)環(huán)狀間隙之間的高壓電場(chǎng)雙面放電，將通過的氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧，臭氧產(chǎn)生效率高。工業(yè)上一般采用電暈放電法制取，其原理如圖所示：臭氧發(fā)生器的核心采用了先進(jìn)的介質(zhì)阻擋雙間隙放電技術(shù)，原料氣流經(jīng)過絕緣介質(zhì)與高壓電極之間以及絕緣介質(zhì)層和臭氧發(fā)生器罐體接地極之間的狹小間隙，兩個(gè)環(huán)狀間隙之間的高壓電場(chǎng)雙面放電，將通過的氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧，臭氧產(chǎn)生效率高。工業(yè)上一般采用電暈放電法制取，其原理如圖所示：

臭氧發(fā)生器最重要的部分是臭氧放電管，設(shè)備采用高質(zhì)量的耐臭氧腐蝕的316L不銹鋼材料，PTFE(聚四氟乙烯）制造，提高了系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。放電管數(shù)量在設(shè)計(jì)時(shí)留有10%的余量，可抵消不可預(yù)見放電管污染帶來的效率降低。臭氧發(fā)生器安裝的形式為水平安裝,可以直接將臭氧發(fā)生器放在基礎(chǔ)上,方便安裝和檢修。臭氧發(fā)生器出廠前已將管道、閥門、儀表和電纜安裝好，并且全套系統(tǒng)在工廠完成全部技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。臭氧發(fā)生器設(shè)計(jì)運(yùn)行方式為24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

次氯酸鈉氧化法脫硝工作原理：

次氯酸鈉氧化法脫硝主要是利用次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。首先利用次氯酸鈉（NaClO)作為強(qiáng)氧化劑將NOx中NO氧化成溶解度高的NO和N2O3(三氧化二氮），再利用NaOH作為吸收劑去除溶解于水中的NO2和N2O3(三氧化二氮)，其生成物為硝酸鈉（NaNO3)。在氧化劑作用下，將N〇氧化成溶解度高的NO2和N2O〇3(三氧化二氮）,然后用水或堿液吸收脫氮。氧化劑可用臭氧(O3)、二氧化氯(ClO2)、亞氯酸鈉(NaClO2)、次氯酸鈉(NaClO)、高錳酸鉀(KMnO4)、過氧化氫(H2O2)、氯(Cl2)和硝酸(HNO3)等。按氧化方式的不同可分為催化氧化吸收法、氣相氧化吸收法和液相氧化吸收法。催化氧化吸收法是在催化劑作用下將NO氧化成NO2 ,然后用堿液吸收，氧化劑是煙氣中的過剩氧。技術(shù)特點(diǎn)：（1）深度脫硝，脫硝效率高，可達(dá)到80%以上。（2）不使用催化劑，無催化劑中毒、反應(yīng)器堵塞等問題，特別適用于催化劑顆粒物多的低溫?zé)煔饷撓豕こ?。?）維護(hù)費(fèi)用低，不存在催化劑定期更換等問題。（4）占地面積小，模塊化設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件靈活布置。
適用領(lǐng)域：氧化法脫硝可應(yīng)用于：（1）以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐；（2）以燃?xì)狻⒚?、重油為燃料的工業(yè)鍋爐；（3）鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產(chǎn)的各種爐窯；（4）用于處理生物廢料，輪胎及其他工業(yè)廢料的燃燒爐；（5）來自于酸洗和化工過程的酸性氣流；（6）催化裂化尾氣，各種市政及工業(yè)垃圾焚化爐等。

四、低氮氧化物燃燒技術(shù)

技術(shù)簡(jiǎn)介

低氮氧化物燃燒技術(shù)是改進(jìn)燃燒設(shè)備或控制燃燒條件，在爐內(nèi)采用各種燃燒手段來控制燃燒過程中NOx的生成,以降低燃燒尾氣中NOx的各項(xiàng)技術(shù)。影響燃燒過程中NOx生成的主要因素是燃燒溫度、煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間、煙氣中各種成分的濃度以及混合程度，因此，改變空氣一燃料比、燃燒空氣的溫度、燃燒區(qū)冷卻的程度和燃燒器的形狀設(shè)計(jì)都可以減少燃燒過程中氮氧化物的生成。工業(yè)上多以減少過?？諝夂筒捎梅侄稳紵?、煙氣循環(huán)和低溫空氣預(yù)熱、特殊燃燒器等方法達(dá)到目的。低氮氧化物燃燒技術(shù)只有初期投資而沒有運(yùn)行費(fèi)用，是一種較經(jīng)濟(jì)的控制氮氧化物的方法。釆用這種技術(shù)能使NOx的生成量顯著降低。若希望達(dá)到更高的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，可與燃燒后煙氣脫硝技術(shù)結(jié)合，以降低燃燒后煙氣脫硝的難度和成本。

工作原理影響燃燒過程中NOx形成的因素包括：①空氣-燃料比；②燃燒空氣的預(yù)熱溫度；③燃燒區(qū)的冷卻程度；④燃燒器的形狀設(shè)計(jì)?？山档偷趸餄舛鹊姆椒ㄓ校孩贉p少送入燃燒器的過?？諝猓虎诮档蜔犸L(fēng)溫度；③降低燃燒室的熱強(qiáng)度；④采用雙面露光水冷壁;⑤人為地使燃料與空氣緩慢混合；⑥采用二段燃燒；⑦煙氣再循環(huán)。

1、空氣分級(jí)燃燒空氣分級(jí)法是將燃燒用的的空氣分階段送入，進(jìn)行"缺氧燃燒"和"富氧燃盡〃,使其避開溫度過高和大過?？諝庀禂?shù)同時(shí)出現(xiàn),降低NOx的生成。2、燃料分級(jí)燃燒燃料分級(jí)法是把燃料分為兩股或多股燃料流。這些燃料流經(jīng)過三個(gè)燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)。把80%-85%的燃料送入主燃燒區(qū)進(jìn)行富氧燃燒，余下15%-20%經(jīng)主燃燒器上部送入再燃燒區(qū)。在空氣系數(shù)小于1的條件下進(jìn)行缺氧燃燒。主燃燒區(qū)產(chǎn)生的NOx被還原。從而減少NOx的排放量，為減少不完全燃燒需加空氣進(jìn)行燃盡。3、煙氣再循環(huán)燃燒煙氣再循環(huán)法是在鍋爐的空氣預(yù)熱器前抽取一部分低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t膛，或滲入一次或二次風(fēng)中，降低氧濃度、火焰溫度，使NOx的生成受到抑制，降低NOx的排放。將部分低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t內(nèi)或與空氣（一次風(fēng)或與二次風(fēng))混合后送入爐內(nèi)。因煙氣的吸熱和對(duì)氧濃度的稀釋作用，會(huì)降低燃燒速度和爐內(nèi)溫度，因而減少了熱力型NOx。

低氮燃燒器

1、階段燃燒器根據(jù)分級(jí)燃燒原理設(shè)計(jì)的階段燃燒器，使燃料與空氣分段混合燃燒，由于燃燒偏離理論當(dāng)量比，故可降低NOx的生成。2、自身再循環(huán)燃燒器一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環(huán),燃燒煙氣的熱容量大,燃燒溫度降低，NOx減少。另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進(jìn)入再循環(huán)，并加入燃燒過程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果。3、濃淡型燃燒器其原理是使一部分燃料作過濃燃燒，另一部分燃料作過淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。由于兩部分都在偏離化學(xué)當(dāng)量比下燃燒，因而NOx都很低，這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學(xué)當(dāng)量燃燒。4、分割火陷型燃燒器其原理是把一個(gè)火焰分成數(shù)個(gè)小火焰，由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使"熱反應(yīng)NOx"有所下降。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時(shí)間,對(duì)"熱反應(yīng)NO"和"燃料NO"都有明顯的抑制作用。5、混合促進(jìn)型燃燒器煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間是影響NOx生成量的主要因素之一，改善燃燒與空氣的混合，能夠使火焰面的厚度減薄，在燃燒負(fù)荷不變的情況下，煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時(shí)間縮短，因而使NOx生成量降低?；旌洗龠M(jìn)型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計(jì)的。6、低NOx預(yù)燃室燃燒器預(yù)燃室是近10年來我國(guó)開發(fā)研究的一種高效率、低NOx分級(jí)燃燒技術(shù),預(yù)燃室一般由一次風(fēng)（或二次風(fēng)）和燃料噴射系統(tǒng)等組成，燃料和一次風(fēng)快速混合，在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。