SNCR選擇性非催化還原

? ? ? ?選擇性非催化還原( selective non- catalytic reduction,SNCR)脫硝技術(shù)是在不使用催化劑的條件下,利用還原劑將煙氣中的NOx還原為無害的氮?dú)夂退囊环N脫硝方法。該方法首先將含NH,的還原劑噴入爐膛的適宜溫度區(qū)域,在高溫下,還原劑迅速熱分解出NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)生成N2和水。該方法以爐膛或高溫段煙道為反應(yīng)器,因此投資相對(duì)較低,施工期短。SNCR技術(shù)在20世紀(jì)70年代中期應(yīng)用于日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S煙氣脫硝,80年代末,歐盟國(guó)家的燃煤電廠也開始應(yīng)用。

? ? ? ?SNCR脫硝率可達(dá)75%。但實(shí)際應(yīng)用中,考慮到NH3損耗和NH3泄漏等問題,SNCR設(shè)計(jì)效率為30%~50%。根據(jù)報(bào)道,當(dāng)SNCR與低NO2x燃燒技術(shù)結(jié)合時(shí),其效率可達(dá)65%甚至更高.

? ? ? ?(1)工藝流程

? ? ? ?SNCR系統(tǒng)工藝流程示意。爐膛壁面上安裝有還原劑噴嘴,還原劑通過噴嘴噴入煙氣中,并與煙氣混合,反應(yīng)后的煙氣流出鍋爐。整個(gè)系統(tǒng)由還原劑貯槽、還原劑噴入裝置和控制儀表所構(gòu)成。氨是以氣態(tài)形式噴入爐膛,而尿素是以液態(tài)形式噴入,兩者在設(shè)計(jì)和巧行上均有差別。尿素相對(duì)氨而言,貯存更方便且能更好地在煙氣中分散,對(duì)于大型鍋爐,尿素SNCR應(yīng)用更普遍。當(dāng)氨與NOx反應(yīng)不完全時(shí),未反應(yīng)完全的NH3將從SNCR系統(tǒng)逸出。反應(yīng)不完全的原因主要來自兩個(gè)方面:一種是因?yàn)榉磻?yīng)的溫度低,影響了氨與NOx的反應(yīng);另一種可能是噴入的還原劑與煙氣混合不均勻。因此,還原劑噴射系統(tǒng)必須將還原劑噴入到鍋爐內(nèi)有效的部位,以保證氨與NOx的混合均勻。

? ? ? ?(2)過程化學(xué)

? ? ? ?SNCR過程化學(xué)相對(duì)簡(jiǎn)單。氨基還原劑,如氨(NH3)和尿素[CO(NH2)2]以合適的形態(tài)通過噴嘴噴入爐膛中,在合適的溫度下,尿素或氨分解為活化的NH2和NH3激發(fā)分子。通過一系列反應(yīng)后,激發(fā)了的NH3與煙氣中的NOx接觸并反應(yīng),將NOx還原為N和H2O。

? ? ? ?因?yàn)闊煔庵蠳O2的90%~95%是以NO的形式存在。故此該反應(yīng)過程可用以下化學(xué)反應(yīng)式表示示： ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ?4NH3+4NO+O2—+4N2+6H2O

? ? ? ?2CO(NH2)2+4NO+o2-4n2+2C02+4H,O

? ? ? ?反應(yīng)過程可能發(fā)生副反應(yīng),副反應(yīng)主要產(chǎn)物為N2O。N2O是一種溫室氣體,同時(shí)它對(duì)臭氧層也能起到破壞作用。尿素SNCR系統(tǒng)中,近30%的NOx2能被轉(zhuǎn)換為

N2O,較NH3SCR產(chǎn)生的N2O多。

SNCR系統(tǒng)工藝流程示意圖