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還原為無害的氮氣和水的一種脫硝方法。該方法首先將含NH,的還原劑噴入爐膛的適宜溫度區域,在高溫下,還原劑迅速熱分解出NH3并與煙氣中的NOx進行還原反應生成N2和水。該方法以爐膛或高溫段煙道為反應器,因此投資相對較低,施工期短。SNCR技術在20世紀70年代中期應用于日本的一些燃油、燃氣電廠煙氣脫硝,80年代末,歐盟國家的燃煤電廠也開始應用。

? ? ? ?SNCR脫硝率可達75%。但實際應用中,考慮到NH3損耗和NH3泄漏等問題,SNCR設計效率為30%~50%。根據報道,當SNCR與低NO2x燃燒技術結合時,其效率可達65%甚至更高.

? ? ? ?(1)工藝流程

? ? ? ?SNCR系統工藝流程示意。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,反應后的煙氣流出鍋爐。整個系統由還原劑貯槽、還原劑噴入裝置和控制儀表所構成。氨是以氣態形式噴入爐膛,而尿素是以液態形式噴入,兩者在設計和巧行上均有差別。尿素相對氨而言,貯存更方便且能更好地在煙氣中分散,對于大型鍋爐,尿素SNCR應用更普遍。當氨與NOx反應不完全時,未反應完全的NH3將從SNCR系統逸出。反應不完全的原因主要來自兩個方面:一種是因為反應的溫度低,影響了氨與NOx的反應;另一種可能是噴入的還原劑與煙氣混合不均勻。因此,還原劑噴射系統必須將還原劑噴入到鍋爐內有效的部位,以保證氨與NOx的混合均勻。

? ? ? ?(2)過程化學

? ? ? ?SNCR過程化學相對簡單。氨基還原劑,如氨(NH3)和尿素[CO(NH2)2]以合適的形態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激發分子。通過一系列反應后,激發了的NH3與煙氣中的NOx接觸并反應,將NOx還原為N和H2O。

? ? ? ?因為煙氣中NO2的90%~95%是以NO的形式存在。故此該反應過程可用以下化學反應式表示示： ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ?4NH3+4NO+O2—+4N2+6H2O

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

? ? ? ?反應過程可能發生副反應,副反應主要產物為N2O。N2O是一種溫室氣體,同時它對臭氧層也能起到破壞作用。尿素SNCR系統中,近30%的NOx2能被轉換為

N2O,較NH3SCR產生的N2O多。

SNCR系統工藝流程示意圖