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SNCR脱硝技术的缺陷与解决措施

北极星环保网来源:基层建设 敖军 刘超2018/9/17 9:30:56我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SNCR 脱硝技术 SCR脱硝

北极星环保网讯:NH3泄漏是SNCR脱硝技术的基本工艺参数,应该持续监测工艺优化。原位测量原理最适合这种监测任务,因为它可以实时提供测量数据以实现快速反应(如LDS6原位激光气体分析仪)。它直接安装在过程气流中,并提供快速准确的NH3逃逸浓度数据。本文研究介绍了SNCR脱硝技术的缺陷,并提出了相应的解决措施。

燃料燃烧过程会产生对环境有害的排放物,尤其是二氧化碳(CO2),二氧化硫(SO2),一氧化氮(NOx)和粉尘。对于烟气脱硝,除了优化空气供应的特殊炉子等前端主要措施外,还采用后端措施,以减量工艺为基础。SNCR脱硝技术是一种重要的脱硝方式,但其自身也存在一些缺陷。通过对这些问题的研究,可以进一步完善SNCR脱硝技术,提高脱硝效果。

1.SNCR脱硝技术

选择性非催化还原(SNCR)是一种减少传统发电厂燃烧生物质、废物和煤炭的氮氧化物排放的方法。该工艺包括将氨或尿素注入锅炉的燃烧室,在烟气温度介于760和1,090℃(1,400和2,000℉)之间的地方与燃烧过程中形成的氮氧化物反应。所产生的化学氧化还原反应产物是分子氮(N2),二氧化碳(CO2)和水(H2O)。

尿素(NH2CONH2)比更危险的氨(NH3)更容易处理和储存。在这个过程中,它像氨一样反应:

NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2

减少发生根据(简化)

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O.

反应机理本身涉及与NO结合然后分解的NH2自由基。

该反应需要在一定温度范围内,典型地为760和1,090℃(1,400和2,000°F)下有足够的反应时间才能有效。在较低的温度下,NO和氨不反应。没有反应的氨被称为氨逃逸,并且是不希望的,因为氨可以与其他燃烧物质如三氧化硫(SO3)反应形成铵盐。

在高于1093°C的温度下,氨分解:

4NH3+5O2→4NO+6H2O.

在这种情况下,NO被创建而不是被删除。

SNCR脱硝技术使用氨或尿素作为还原剂以在高温下将氮氧化物转化成氮和水。试剂通过喷嘴供给气流,由此必须连续调节剂量以适应当前的NO含量。由于以下几个原因,必须尽量减少称为NH3漏失的未使用量的NH3。另一方面,NH3的量必须足够大才能完全转化氮氧化物。因此,NH3泄漏是非常重要的过程参数,必须仔细监控并具有高可靠性。

2.反硝化过程条件

2.1SNCR脱硝技术的应用

目前,工业上已知有两种主要类型的脱硝工艺:选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)。SCR脱硝装置对于像燃煤电厂这样的大型燃烧工厂是常见的,而SNCR技术通常可以在中小型焚烧厂(如城市垃圾焚烧炉(MWI))中找到。LDS6可以用于优化任何一种技术。

2.2SCR过程

在SCR过程中,燃烧过程中形成的氮氧化物(NOx)在水中和氮气中被有效地还原为氮。将氨(NH3)或尿素(CO(NH22)引入发生还原的非均相催化剂上游的烟道气中。根据烟气中的灰尘量,酸性气体组分的类型和浓度,SCR过程通常在300至400°C的温度范围内运行。由于其转化效率和缓冲能力高,SCR催化剂后的NH3逃逸通常非常低,例如在1ppm或更低的范围内。恒定工艺条件下的滑移增加是催化剂活性降低的精确指标。

2.3SNCR过程

在SNCR工艺中,通常将氨(NH3)或尿素(CO(NH22)引入热燃烧区中的烟道气中,其中NOx的还原是自发进行的。根据所用还原剂的类型,SNCR工艺通常在800至950°C的温度范围内运行。在低于最佳温度的温度下,反应速率太慢,导致NOx的低效率降低和氨泄漏过高。

在最佳温度以上,氨氧化成NOx的过程变得非常高,并且该过程倾向于产生NOx而不是减少它。由于燃烧过程通常在温度分布和烟道气组成方面显示出快速和显著的变化,因此SNCR脱硝过程的效率强烈依赖于反应区中的温度和NOx分布。在反应区后面的恒定NOx水平下,NH3逃逸是目前反应条件的强烈指标。

延伸阅读:

SNCR脱硝技术你真的了解吗?5个典型案例为你解答

反应温度和氨氮摩尔比对SNCR脱硝效果的影响

浅谈SNCR脱硝系统用双雾化喷枪设计

有关锅炉SNCR脱硝的若干问题讨论

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