SNCR煙氣脫硝技術(shù)與應(yīng)用

肖 翔

遼寧科林環(huán)保工程有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110034

SNCR煙氣脫硝技術(shù)與應(yīng)用

肖 翔

遼寧科林環(huán)保工程有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110034

本文主要介紹了SNCR煙氣脫硝技術(shù)的原理、特點和工藝流程，并詳細(xì)介紹了SNCR在電廠中的應(yīng)用。

SNCR；NOX；煙氣脫硝

SNCR（選擇性非催化還原反應(yīng)）脫硝技術(shù)是指在沒有催化劑參與的情況下，用氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)等還原劑將煙氣中的NOX還原為N2和水。SNCR技術(shù)是的最初應(yīng)用是在20世紀(jì)70年代中期日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S?，F(xiàn)SNCR的應(yīng)用日漸廣泛，目前世界上燃煤電廠SNCR技術(shù)總裝機(jī)容量在5GW以上。SNCR脫硝系統(tǒng)最主要的特點是建設(shè)為一次性投資，運行成本低，設(shè)備占地面積小，當(dāng)現(xiàn)有鍋爐的脫硝技術(shù)改造效率較低時，SNCR脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)性高，比較適合我國的國情。因此，在我國燃煤電廠煙氣脫硝技術(shù)中占有重要地位。

1 工藝原理

SNCR脫硝技術(shù)采用氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)作為還原劑，在900～1 100℃溫度范圍內(nèi)，分別通過如下化學(xué)反應(yīng)將煙氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化為N2和水。

1） NH3為還原劑的主要反應(yīng)是：

4 NH3+ 4NO +O2→4N2+ 6H2O

2） 尿素為還原劑的主要反應(yīng)是：CO(NH2)2→2NH2+CO

NH2+CO →N2+ H2O

CO+NO→ N2+CO2

當(dāng)溫度低于900℃時，NH3的反應(yīng)不完全，造成氨逃逸；當(dāng)溫度高于1 100℃時，NH3被O2氧化為NO，即4NH3+5O2→ 4NO+6H2O。

2 工藝流程和系統(tǒng)組成

SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過程由下面4個基本過程完成：

1）接收和儲存還原劑；

2）還原劑的計量輸出、與水混合稀釋；

3）在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑；

4）還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)，見圖1。

圖1

SNCR系統(tǒng)采取模塊方式進(jìn)行設(shè)計、制造，主要由還原劑循環(huán)模塊、稀釋水模塊、計量模塊、還原劑均分模塊、還原劑注入器等模塊化組件構(gòu)成。

SNCR系統(tǒng)的模塊式設(shè)計和制造降低了鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)造價的要求，減少現(xiàn)場安裝時間和相關(guān)費用，同時也可根據(jù)機(jī)組容量調(diào)整SNCR系統(tǒng)的模塊數(shù)量，提高SNCR 的靈活性和對機(jī)組容量的適應(yīng)性。這些模塊可以直接安裝在系統(tǒng)的不銹鋼模塊架上，也可以運到現(xiàn)場再安裝。

3 SNCR脫硝技術(shù)特點

SNCR脫硝技術(shù)由于其獨特的系統(tǒng)組成，具有以下特點：

1）SNCR脫硝系統(tǒng)的建設(shè)為一次性投資，運行成本低。在脫硝過程中不使用催化劑，因此不會造成空預(yù)器堵塞和壓力損失等其它煙氣脫硝技術(shù)引起的弊端；

2）SNCR脫硝系統(tǒng)的設(shè)備占地面積小，當(dāng)現(xiàn)有鍋爐的脫硝技術(shù)改造效率較低時，SNCR脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)性高；

3）SNCR工藝的整個還原過程就在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行，不需要另外設(shè)立反應(yīng)器；

4） SNCR脫硝技術(shù)由于在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行，脫硝效率受鍋爐設(shè)計、鍋爐負(fù)荷等因素的影響較大，脫硝效率較低，在30%～60%之間，因此多用于低NOx燃燒器的輔助工程。

4 工程應(yīng)用

江蘇省徐州闞山電廠示范工程新建600mW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)首次采用SNCR技術(shù)進(jìn)行燃煤電站脫硝設(shè)計工程，工程采用低NOX燃燒技術(shù)和SNCR煙氣脫硝技術(shù)降低NOX的排放，現(xiàn)已建成投產(chǎn)。

闞山電廠應(yīng)用的是美國Fuel Tech有限公司取得專利權(quán)的SNCR 技術(shù)，其商業(yè)名稱是NOXOUT?。

闞山發(fā)電有限公司1#、2#爐脫硝系統(tǒng)初步調(diào)試工作已結(jié)束，在未申請鍋爐連續(xù)穩(wěn)定負(fù)荷的前提下，各模塊、系統(tǒng)的功能性試驗已考核完成，已具備性能優(yōu)化及168試運的條件，系統(tǒng)整套啟動的脫硝效果明顯。依據(jù)國標(biāo)GB/T16157中的相關(guān)要求和規(guī)定，折算到標(biāo)態(tài)、干基、6%氧量的條件下，在相對穩(wěn)定負(fù)荷下的折算NOx排放濃度達(dá)到設(shè)計保證值（圖2）。

項目 單位 性能測試值脫硝效率 % 28 NOx mg/m3 216 NOx折算1 （mg/m3)(6%O2) 210 NOx折算2 （mg/m3)(干,6%O2) 231 O2量 % 5.54

5 結(jié)論

現(xiàn)今我國大氣污染日益嚴(yán)重，采用煙氣脫硝技術(shù)控制NOX排放已成必然趨勢。SNCR技術(shù)成熟，前期投資小，運行成本低，適用多種電廠鍋爐及工業(yè)鍋爐，除單獨使用外，可以與低NOX燃燒技術(shù)、SCR等其它脫硝技術(shù)相結(jié)合，獲得更高的脫硝效率。

徐州闞山600mW機(jī)組超超臨界機(jī)組采用SNCR技術(shù)脫硝，已完成初步調(diào)試，為SNCR技術(shù)在我國的推廣起到了很好的示范作用。

[1]Selective Noncatalytic Reduction for NOx Control on Coal-fired Boilers, Draft Report, prepared for the U.S Environmental Protection Agency by The Cadmus Group, Inc.,Bechtel Power Corporation, and Science Applications International Corporation,1998,5.

[2]李振中.SNCR煙氣脫硝技術(shù)在電廠中的應(yīng)用.中國電力環(huán) 保，2006.

[3]闞山電廠2×600mW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組煙氣脫硝示范工 程調(diào)試報告.遼寧科林環(huán)保工程有限責(zé)任公司，2008，12.

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1674-6708（2010）24-0169-02