SNCR脱硝工艺是在不采用催化剂的情况下,在炉膛(或循环流化床分离器)内烟气适宜温度处均匀喷入氨或尿素等氨基还原剂,还原剂在炉内迅速分解,与烟气中的NOx反应生成N2和H2O(反应基本不与烟气中的氧气发生作用),从而达到脱硝目的。SNCR反应控制在很窄的烟气温度范围对应的炉膛位置进行。
SNCR系统烟气脱硝过程主要由四个方面组成:还原剂储存系统,还原剂、空气计量系统,炉区喷射系统,辅助设备系统。SNCR脱硝系统的建设为一次性投资,运行成本低。在脱硝过程中不使用催化剂,不存在增加系统的压力损失等其他烟气脱硝技术引起的弊端。
SNCR脱硝技术即选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下简写为SNCR)技术,是一种不用催化剂,在850~1100℃的温度范围内,将含氨基的还原剂(如氨水,尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。
在合适的温度区域,且氨水作为还原剂时,其反应方程式为: 4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O (1) 然而,当温度过高时,也会发生如下副反应: 4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O(2) SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%~80%,受锅炉结构尺寸影响很大。采用SNCR脱硝技术,目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
SNCR脱硝系统工艺流程:还原剂在氨区的接收和储存,用计量泵将还原剂以一定比例与空气混合后,在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂,通过选择性非催化还原法,当使用含氨化合物的水溶液时,化合物分解就会释放出氨气,氨基在850℃-1100℃时NO生成氮气和水蒸气: NH2+NO H2O+N2,达到脱硝目的。同时,氨逃逸率控制在8mg/m3以下。
影响SNCR脱硝性能的因素:温度。当温度高于1200℃时,NH3会被氧化成NO,反而造成NOx排放浓度增大;当温度低于800℃时,反应不完全,会造成“氨穿透”,氨逃逸率高,造成新的污染。因此,温度区间是两种趋势对立统一的结果,一般控制在850-1100℃。
氨氮比NSR是NH3/NOX反应物体系中氨与NOX浓度的比值,对反应进行的速度和程度至关重要。根据化学动力学原理,反应物浓度越大,反应速率越快。但NSR超过一定范围时,NOX的转化率不再增加,造成还原剂NH3的浪费,泄漏量增大,造成二次污染。因此,实际工程中应控制在1.0-2.0范围内比较合适。