选择性非催化还原法(以下称SNCR)脱硝工艺,是在没有催化剂存在条件下,利用还原剂将烟气中的NOx(氮氧化物)还原氮气和水的一种脱硝方法。
SNCR系统按照模块化进行设计,主要有(1)氨储罐模块、(2)储罐注液模块、(3)氨输送模块、(4)稀释水模块、(5)计量混合模块、(6)氨喷射模块、(7)控制单元模块七部分组成。
氨水输送泵将浓度为20~25%左右的氨水从氨水储罐中抽出,输送到炉前与工艺水在静态混合器中混合稀释成5%的氨水(浓度可在线调节)后,进入SNCR喷枪处。氨水在输送泵的压力作用下,通过喷枪雾化后,以雾状喷入旋风分离器入口内,与烟气中的氮氧化物发生氧化还原反应,生成氮气,去除氮氧化物,从而达到脱硝目的。
SNCR脱硝是还原剂(5%-10%氨水)和氮氧化合物(包括一氧化氮、二氧化氮),在850~1050℃情况下进行的如下反应:
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O
当温度过高时,超过反应温度窗口时,氨就会被氧化成NOx
NH3 + O2 → NOx + H2O
反应可达到的效率主要依赖于反应温度,在另一方面,最佳反应温度取决于所处理烟气的成分。高氧气含量烟气的最佳反应温度将大大低于低氧气含量的烟气。一氧化碳、氢气和水蒸气同时能影响氮氧化合特的分解率。反应温度对反应速率具有强烈影响,稀释后的还原剂在适合的反应温度窗前均匀的分配在烟气中,根据不同喇喷射系统的任务,还原剂液滴将被均匀的分布在反应区域的截面上。长期现场应用一般能达到30%~70%的NOx脱除率。
SNCR工艺特点:
(1)脱硝效率可达30%~70%;
(3)无二次污染:SNCR技术是一项清洁的脱硝技术,没有任何固体或液体的污染物或副产物生成。
(4)经济性好:由于SNCR的反应热源由炉内高温提供,不需要昂贵的催化剂系统,因此投资和运行成本较低。
(5)占地面积小,停工安装期短;系统简单、施工时间短:SNCR技术最主要的系统就是还原剂的储存系统和喷射系统,主要设备包括储罐、泵、喷枪及其管路、测控设备。由于设备相对简单,SNCR技术的安装期短,小修停炉期间即可完成炉膛施工。
(6)可适应锅炉负荷变化;对锅炉无影响:SNCR技术不需要对锅炉燃烧设备和受热面进行改动,也不需要改变锅炉的常规运行方式,对锅炉的主要运行参数不会有显著影响。