SNCR脱硝

SNCR选择性非催化还原

       选择性非催化还原( selective non- catalytic reduction,SNCR)脱硝技术是在不使用催化剂的条件下,利用还原剂将烟气中的NOx还原为无害的氮气和水的一种脱硝方法。该方法首先将含NH,的还原剂喷入炉膛的适宜温度区域,在高温下,还原剂迅速热分解出NH3并与烟气中的NOx进行还原反应生成N2和水。该方法以炉膛或高温段烟道为反应器,因此投资相对较低,施工期短。SNCR技术在20世纪70年代中期应用于日本的一些燃油、燃气电厂烟气脱硝,80年代末,欧盟国家的燃煤电厂也开始应用。

       SNCR脱硝率可达75%。但实际应用中,考虑到NH3损耗和NH3泄漏等问题,SNCR设计效率为30%~50%。根据报道,当SNCR与低NO2x燃烧技术结合时,其效率可达65%甚至更高.

       (1)工艺流程

       SNCR系统工艺流程示意。炉膛壁面上安装有还原剂喷嘴,还原剂通过喷嘴喷入烟气中,并与烟气混合,反应后的烟气流出锅炉。整个系统由还原剂贮槽、还原剂喷入装置和控制仪表所构成。氨是以气态形式喷入炉膛,而尿素是以液态形式喷入,两者在设计和巧行上均有差别。尿素相对氨而言,贮存更方便且能更好地在烟气中分散,对于大型锅炉,尿素SNCR应用更普遍。当氨与NOx反应不完全时,未反应完全的NH3将从SNCR系统逸出。反应不完全的原因主要来自两个方面:一种是因为反应的温度低,影响了氨与NOx的反应;另一种可能是喷入的还原剂与烟气混合不均匀。因此,还原剂喷射系统必须将还原剂喷入到锅炉内有效的部位,以保证氨与NOx的混合均匀。

       (2)过程化学

       SNCR过程化学相对简单。氨基还原剂,如氨(NH3)和尿素[CO(NH2)2]以合适的形态通过喷嘴喷入炉膛中,在合适的温度下,尿素或氨分解为活化的NH2和NH3激发分子。通过一系列反应后,激发了的NH3与烟气中的NOx接触并反应,将NOx还原为N和H2O。

       因为烟气中NO2的90%~95%是以NO的形式存在。故此该反应过程可用以下化学反应式表示示：                   

       4NH3+4NO+O2—+4N2+6H2O

       2CO(NH2)2+4NO+o2-4n2+2C02+4H,O

       反应过程可能发生副反应,副反应主要产物为N2O。N2O是一种温室气体,同时它对臭氧层也能起到破坏作用。尿素SNCR系统中,近30%的NOx2能被转换为

N2O,较NH3SCR产生的N2O多。

SNCR系统工艺流程示意图