选择性非催化还原技术（SNCR）的工艺及主要设备.docVIP

1. 工艺说明 NOxOUT?工艺是一个燃烧后的脱硝过程， 通过在火力发电锅炉，垃圾燃烧炉、窑炉或其他燃烧炉的烟道中喷入适量的NOxOUT A 或其他脱硝剂来去除NOx的化学反应过程。 NOxOUT A是50％的尿素溶液配少量防腐蚀的添加剂。这种脱硝剂的优点是容易配置，而且不需特殊的安全法规来处理。 选择性催化还原(SCR)脱除NOx的投资成本受催化剂价格及体积的影响很大，其运行成本主要受催化剂寿命的影响，一种不需要催化剂的选择性还原过程特别是脱硝率要求较低时（﹤50%）或许更加诱人，这就是选择性非催化还原技术(SNCR)。该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850~1250℃的区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。研究发现，在炉膛800~1250℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用，据此发展了SNCR法。在800~1250℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：NH3为还原剂 4 NH3 + 4NO +O2 →4N2 + 6H2O 尿素为还原剂 2NO+CO（NH2）2+O2→2N2+CO2+2H2O 不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。NH3的反应最佳温度区为850～1100℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，也会使NOx还原率降低。 反应剂利用率是衡量反应剂利用程度的指标，它与NOx脱除效率可用一个称为标准化化学计量比率(NSR)的参数联系在一起。NSR定义如下： 反应剂利用率、NSR和NOx脱除效率之间的关系如下： 通过性能试验关联的Fuel Tech SNCR 工艺和设计变量有： NOx 还原（减排）率，从设计基线值或以下降到目标水平； 反应剂与 NOx的摩尔比 (NSR)； 达到NOx 还原（减排）率所需的最大反应剂流量； 最大 NH3 逃逸； 对于多层喷射方式，控制系统适当的负荷跟随能力。 采用NOxOUT? SNCR 工艺必须具备以下必要条件： 能够使用计算流体力学(CFD)和化学动力学模型(CKM)进行工程设计能力，即将先进的虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃料类型和特性、锅炉负荷范围、燃烧方式、烟气再循环（如果采用）、炉膛过剩空气、初始或基线NOx 浓度、炉膛烟气温度分布、炉膛烟气流速分布等相结合进行工程设计； 机械系统，包括设计合理的设备，例如反应剂储存、计量、分配装置、喷射组件、监视和控制装置等； 特定性质的化学反应剂尿素； 应用工程合理的安装、调试和维护。 （1）设计条件 CFD模型模拟特定燃烧装置内烟气流动和温度，而CKM 模型根据CFD 计算的流动和温度数据来计算尿素与NOx的反应，这两个模型结合在一起确定最优温度区域和最佳反应剂喷射模式。模型研究能够对NOx还原率进行估计，所以可以确定合理的工艺方案。SNCR的设计利用几十年积累的技术诀窍和现场经验，系统安装、操作和维护简单； （2）设备条件 与SCR工艺不同，燃料类型（例如煤、生物质和垃圾等）对SNCR性能影响很小。二十多年的现场经验表明 ，只要存在“SNCR反应温度窗”，SNCR 工艺可应用于燃烧各种燃料的各种型式的锅炉。因为SNCR是燃烧后烟气处理工艺，燃烧装置的尺寸、类型和燃料类型对SNCR工艺没有较大影响。该工艺在以煤、油、天然气、木质废料、城市固态垃圾或危险垃圾为燃料的燃烧装置上得到成功验证。这些燃烧装置的尺寸和型式各不相同，包括快装锅炉、工艺加热器、焚化炉、循环或鼓泡流化床、废热锅炉和电站锅炉等。因此，SNCR能应用于几乎所有的燃烧装置，使其NOx排放满足或超过大多数NOx排放要求。使用无毒尿素溶液的关键喷入方式，SNCR工艺采用无毒的尿素溶液作为反应剂，将其喷入高温烟气中，从而减少NOx排放，其副产物是水、氮气、二氧化碳、其它无毒气体和通常的烟道气成分； （3）化学剂条件 尿素溶液的储存、运输和处理不需要特殊的安全防护措施。当使用高硬度的水稀释时，FuelTech推荐使用NOxOUTA溶液（它是浓度为50%的尿素溶液，添加少量的特殊化学物质进行稳定），以加强尿素雾化，将由于时间、温度和水中杂质造成的尿素沉淀减小到最低程度。 NOx还原效率并将氨逃逸降到最低，应该满足下述条件： 具有强的穿透能力和合理液滴尺寸的还原反应剂充分分布，与烟气中的NOx 混合良好。 在反应区内可维持适当温度范围的右方原则 (the Righ