选择性非催化还原法(SNCR)

1、选择性非催化还原法( SNCR )SNCR技术的催化剂费用通常占到 SCR系统初始投资的40%左右，其运行 成本很大程度上受催化剂寿命的影响，选择性非催化还原法脱硝技术应运而生。 选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)技术是一种不 用催化剂，在850C1100C范围内还原NOx的方法，还原剂常用氨或尿素， 最初由美国的 Exxon 公司发明并于 1 974在日本成功投入工业应用， 后经美国 Fuel Tech公司推广，目前美国是世界上应用实例最多的国家。该方法是把含有NHx基的还原剂喷入炉膛温度为850E1100C的区域后， 迅速热

2、分解成NH3和其它副产物，随后NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而 生成N2。其反应方程式主要为：4NH3+ 4NO + O24N2 + 6H2O(5-6)4NH3+ 2NO + 2O2 3N2 + 6H2O(5-7)8NH3+ 6NO27N2+ 12出0(5-8)而采用尿素作为还原剂还原 NOx 的主要化学反应为：(NH 2)2CO2NH2+ CO(5-9)NH2+ NON2+ H2O(5-10)CO+ NON2+ CO2(5-11)SNCR 还原 NO 的反应对于温度条件非常敏感，炉膛上喷入点的选择，也就 是所谓的温度窗口的选择， 是 SNCR 还原 NO 效率高低的关键。 一般认为理

3、想的 温度范围为850r1100C，并随反应器类型的变化而有所不同。当反应温度低 于温度窗口时， 由于停留时间的限制， 往往使化学反应进行不够充分， 从而造成 NO的还原率较低，同时未参与反应的 NH3增加也会造成氨气的逃逸，遇到 SO2 会产生NH4HSO4和(NH4) 2SO4，易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危险。 而当反应温度高于温度窗口时，NH3的氧化反应开始起主导作用：4NH3+5O24NO+6H2O(5-12)从而，NH3的作用成为氧化并生成NO，而不是还原NO为N2。如何选取合 适的温度条件同时兼顾减少还原剂的泄漏成为 SNCR 技术成功应用的关键。送风机4典型的SNCR系统(

4、如图5-2)由还原剂储槽、多层还原剂喷入装置以及相 应的控制系统组成。它的工艺简单，操作便捷，尤其适用于对现役机组的改造。 又因它不需要催化剂床层，而仅仅需要对还原剂的储存设备和喷射系统加以安 装，因而初始投资相对于SCR工艺来说要低得多。SNCR烟气脱硝技术的脱硝 效率一般为25%35%,且大多用作低NOx燃烧技术后的二次处置。影响SNCR还原NO的化学反应效率的主要主要因素包括以下几点。(1) 温度对SNCR的还原反应的影响温度对SNCR的还原反应的影响最大。当温度高于 1100°C时，NOx的脱除 率由于氨气的热分解而降低；温度低于 800C以下时，NH3的反应速率下降，还 原

5、反应进行得不充分，NOx脱除率下降，同时氨气的逸出量可能也在增加。由 于炉内的温度分布受到负荷、煤种等多种因素的影响，温度窗口随着锅炉负荷的 变化而变动。根据锅炉特性和运行经验，最佳的温度窗口通常出现在折焰角附近 的屏式过热、再热器处及水平烟道的末级过、再热器所在的区域(2) 还原剂在最佳温度窗口的停留时间还原剂在最佳温度窗口的停留时间越长，则 NOx的脱除效果越好。NH3的 停留时间超过1s则可以出现最佳NOx脱除率。尿素和氨水需要0.3s0.4s的停 留时间以达到有效的NOx脱除效果。(3) SNCR工艺所用的还原剂类型SNCR工艺所用的还原剂及制备方法与 SCR工艺相同，主要是NH3和尿

6、素。 为了获得理想的NOx脱除效率，还原剂的用量(化学当量)比 SCR工艺要大。 大多数过量的还原剂分解为氮气和 CO2,但是，也有微量的氨和CO会残留在尾 气中，造成氨的泄漏问题。其中氨的泄漏量一般小于2.5X10-5,比较好的情况下 可以小于1X 10-5。在用尿素作还原剂的情况下，其 N2O的生成几率要比用氨作 还原剂大，这是因为尿素可分解为 HNCO，而HNCO又可进一步分解生成为 NCO，而NCO可与NO进行反应生成氧化二氮：NCO + NON2O+ CO(5-13)为了提高SNCR对NOx的还原效率，降低氨的泄漏量，必须在设计阶段重 点考虑以下几个关键的工艺参数： 燃料类型、锅炉负荷、炉膛结构、受热面布置、 过量空气量、NO浓度、炉膛温度分布、炉膛气流分布以及 CO浓度等。在脱硝效率要求不高的情况下使用，该方法的特点是如下。(1) 系统简单：不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有的燃煤锅 炉的基础上增加氨或尿素储槽，氨或尿素喷射装置及其喷射口即可，系统结构比 较简单；(2) 系统投资小：由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂，其投资 费用比SCR法低。(3) 阻力小：对锅炉的正常运行影响较小；(4) 系统占地面积小：需