、烟气脱硝SNCR工艺

1、选择性非催化还原法 selective non-catalytic reduction （SNCR）

指利用还原剂在不需要催化剂的情况下有选择性地与烟气中的氮氧化物（NOx，主要是NO 和NO₂）发生化学反应，生成无害的氮气和水，从而脱除烟气中NOx 的方法。

在炉膛850~1050℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH₃ 或氨水等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O₂ 作用，据此发展了SNCR 法。

2、脱硝还原剂的选择

指烟气脱硝工艺中用于脱除NOx 的物质。适用于SNCR 工艺的还原剂一般是一些含氮的氨基物质，包括液氨、氨水、氨水、氰尿酸和各种铵盐（醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等）。

SNCR脱硝基本的还原剂有三种：氨水、氨水、液氨。

还原剂采用20%氨水溶液，设计上采用零泄漏设计，运输、储存、使用比较简单安全；脱硝效率高，本设计采用氨水脱销。

采用PLC控制SNCR系统的运行，提高SNCR系统因炉内烟气温度、烟气停留时间及氨氮比变化的应对能力。

3、SNCR工艺原理

   向温度约850℃～1050℃的烟气中喷入氨水，在无催化剂的条件下，氨气与烟气充分混合，选择性的将烟气中的N0还原成N₂和H₂O，从而去除烟气中的NOx。锅炉烟气中NOx组成中，95%为NO，5%为NO₂ 。

（1）脱硝化学反应方程式

当使用氨时：

4NH₃ + 6NO   → 5N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 4NO +O₂  → 4N₂ + 6H₂O

（2）脱硝反应的温度窗：

氨水的最佳反应温度区间为850～1000℃。

（3）当温度超过1090℃时，发生以下反应：

4NH₃ + 5O₂  →  4NO + 6H₂O

             生成新的NOx，脱硝效率下降。

（4）溶液喷枪图

（5）脱硝效率的影响因素

① 温度对反应的影响

烟气脱硝SNCR法，温度适应范围较小。如果反应温度太低，反应速度急剧下降，氨逃逸增加，脱硝效率随之下降，达不到脱硝的效果。如果反应温度太高，NH₃分解，生成新的NOx的生成量，系统效率下降。

② 摩尔比对NOx转换的影响

SNCR脱硝，NSR（NH₃/NOx摩尔比值）一般控制在 ~1.35的范围内比较合适，并且应随锅炉负荷的变化而变化。

4、系统组成及功能说明

   烟气脱硝工艺系统主要由以下两部分系统组成：氨区、硝区。脱硝工程主要包括：还原剂的储存与制备、输送、计量分配及喷射。

（1） 循环模块

     氨水储槽，氨水液输送泵及循环泵等

（2）稀释水模块

      设置水箱，水泵

（3） 计量模块

     设置电磁流量计、混合装置

（4）喷射模块

设置墙体喷射喷枪，喷枪材质为310SS。

（5） SNCR烟气脱硝控制

利用固定的NH₃/NOx摩尔比来提供所需要的氨水液流量，出口NOx浓度作为反馈信号，调节流量，脱硝摩尔比的决定是在现场测试操作期间来决定并记录在控制系统的程序上。SNCR控制系统根据计算出的氨水液需求信号去定位控制阀，实现对脱硝的自动控制。通过在不同负荷下的对流量进行调整，找到最佳的喷射量。

（6）制氨系统控制

从烟气侧所获得的NOx讯号馈入具有能计算所需流量的功能，控制所需氨水液量，使摩尔比维持固定。

当全部脱硝系统故障，需要停止供氨水溶液时，氨水溶液供应阀门关闭。

以上操作应同时可自动或手动现场操作。

（7）氨逸出量及对反应塔下游设备的影响

离开反应塔而未反应掉的氨气量叫氨逃逸。加氨量是由PLC 控制，用反馈信号来修正喷氨量。脱硝效率一般会随NH₃/NOx 摩尔比的增大而增大，当其摩尔比大于1.5 时, NH₃逃逸量会急剧上升，同时，其他副反应速率也加快。氨逸出量早期控制值为15ppm，但现在设计要求控制值为10ppm。与SCR相比较，SNCR没有SO₂/SO₃氧化问题，但也会有少量的硫酸铵盐生成，硫酸氨盐沉积在空预器换热片上，引起低温结垢腐蚀，必要时电厂可在空预器低温段采用搪瓷材料。

五、技术要求

5.1 还原剂溶液系统

SNCR系统主要设备都模块化进行设计，主要有氨水溶液制备储存系统，氨水溶液稀释模块，氨水溶液传输模块，氨水溶液计量模块以及氨水溶液喷射系统组成。

作为还原剂的20%氨水，氨水溶液经氨水溶液输送泵输送至计量分配模块之前，与稀释水模块输送过来的水混合，氨水溶液被稀释为系统所需要的氨水溶液，然后在喷入炉膛之前，再经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪，然后经喷枪喷入炉膛，进行脱氮反应。

氨水溶液储存系统的总储存容量宜按照不小于所有 SNCR 装置 BMCR工况下五天的总消耗量或按招标方要求来设计。布置在锅炉附近。