1.3 设计与运行条件
1.3.1 SNCR脱硝工艺描述: 我公司与美国斯普瑞公司合作，独家引进吸收该公司的SNCR烟气脱硝技术及喷雾技术，进行了技术的自主转化。针对国内生中、小型循环流化床锅炉的炉内脱硝技术，进一步完善了工艺系统设计，形成了技术成熟、适应国内需要的SNCR系统，可广泛适用于循环流化床锅炉、焚烧线、水泥窑等各类系统的烟气脱硝处理。 由于SNCR反应需要在特定的温度区间和停留时间下进行，所以还原剂喷射位置的确定对SNCR系统十分关键。错误的喷射位置会造成氨逃逸增加、还原剂用量增加和达不到要求的脱硝效率。还原剂喷射位置的确定需要通过流场模拟以确定喷射位置，流场模拟会模拟锅炉温度、气体流动和烟气混合情况，以确定合适的喷射位置。
SNCR的效率取决于以下几点：烟气温度，还原剂和烟气混合、反应的停留时间，还原剂的喷射量，还原剂的和烟气的混合效果，未控制时的NOx含量，以及氧气和二氧化碳的含量。设计和运行良好的SNCR系统，在达到一定的脱硝效率同时，不会有过量的未反应的氨气（氨逃逸）或其他的污染物质排放到空气中。 当温度高于适合NOx脱除反应的温度范围，NOx脱除效率也将降低。在曲线的右边，还原剂的氧化反应将增强，其将和还原剂与NOx的反应进行竞争。尽管脱除效率低于最优，但运行的时候一般温度是高于最优温度的，这样能减少副反应的发生。在曲线的左端的温度下，尽管一定的脱硝效率和有较长的停留时间情况下，仍然会有较高氨逃逸的可能性。 NH3作为还原剂时，SNCR的最佳反应温度是850~950℃。
SNCR的原理是以氨水、尿素[CO(NH2)2]等作为还原剂，雾化后注入锅炉。在一定的温度范围内，氨水或尿素等氨基还原剂可以在无催化剂的作用下选择性地把烟气中的NOx 还原为N2 和H2O ，故是一种选择性化学过程。其原理如图所示。
我公司有比较成熟的烟气脱硝技术, 它建设周期短、投资少、脱硝效率中等, 适合于对中小型电厂锅炉的改造, 以降低其NOx 排放量，在一定温度范围内，在无催化剂的作用下，氨或尿素等氨基还原剂可选择性地把烟气中的NOx还原为N2和H2O，基本上不与烟气中的氧气作用，据此发展了SNCR 法。其主要反应为：
氨（NH3）为还原剂时：
4NH3＋6NOà5N2＋6H2O
该反应主要发生在900℃的温度范围内。
当温度超过1100 ℃时，NH3会被氧化成NO，反而造成NOx排放浓度增大。其反应为：
4NH3＋5O2à4NO＋6H2O
而温度低于800 ℃时，反应不完全，氨逃逸率高，造成新的污染。可见温度过高或过低都不利于对污染物排放的控制。由于最佳反应温度范围窄，随负荷变化，最佳温度位置变化，为适应这种变化，必须在炉中安置大量的喷嘴，且随负荷的变化，改变喷入点的位置和数量。此外反应物的驻留时间很短，很难与烟气充分混合，造成脱硝效率低。
选择性非催化还原技术就是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOX进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，而且还需要一定的停留时间。还原剂喷入炉膛合适的温度区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。
在炉膛这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH3或尿素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。在一定温度范围内，NH3或尿素还原NOX的主要反应为：
NH3为还原剂
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 尿素为还原剂
NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O
当温度高于1100℃时, NH3则会被氧化为 4NH3+5O2→4NO+6H2O
不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。NH3的反应最佳温度区为850～950℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，也会使NOx还原率降低。NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。
引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应；另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NOx在炉膛内的分布经常变化，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀，则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大的燃煤锅炉中，还原剂的均匀分布则更困难，因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。为保证脱硝反应
