SNCR脱硝氨耗量和氨逃逸的影响分析及对策

所以，实际选择喷入点位置时，应当通过数学模型计算(CFD)和物理模型实验，结合炉窑设备工况，在炉膛上选取恰当的喷入点。另外，为适应锅炉负荷波动造成炉膛温度的变动，应考虑在炉膛内不同高度处安装多层喷射装置与温度监控，以便根据实际生产情况进行切换喷射系统，保证在最佳的反应温度窗口喷入还原剂。

同时，在每根还原剂分支管道上设置就地流量计、就地压力表、流量调节阀及电动阀，通过计量分配系统根据运行需要，对不同温度区域的SNCR喷射装置分别进行流量分配。当炉膛温度发生较大变动时，应重新选择喷入点。

3.2还原剂与烟气的混合程度

目前，SNCR技术在工业应用过程中，通常采用液体雾滴喷射的形式，喷入的还原剂与烟气在极短时间内得到充分混合同样是保证SNCR技术达到理想脱硝效率、减少氨逃逸的关键因素之一。

还原剂与烟气的混合主要由喷射系统来实现，通过调整不同位置处的还原剂喷入量及雾化效果来提高混合程度，可用下列方法来改善混合效果：

(a)适当提升雾化气体压力，提高传给还原剂液滴的动能，增加还原剂穿透度，提高雾化效果；

(b)增加喷射区的层数和喷射装置的个数；

(c)调节喷射溶液的浓度，改变液体雾滴的蒸发时间；

(d)改进雾化喷嘴的设计以改善液滴的大小、分布、喷射角度和方向，使液滴更容易穿透炉膛进入烟气流。

3.3氨氮摩尔比(NSR)

氨氮摩尔比NSR即反应中氨与NO的摩尔比值，按照SNCR反应式，还原1molNO需要1mol氨或0.5mol尿素。但实际运行中喷入还原剂的量要比此值高，根据脱硝实验表明，当NSR小于2.0时，NOx的脱除效率会随着NSR值的增加而显著增加，同时有效温度区域范围会扩大。但是当NSR大于2.0时，随着NSR值的逐渐提升，NOx的脱除效率增加并不明显，NSR过大则会引起氨逃逸量增大，氨耗量升高。

为提高脱硝效率、减少氨耗量和降低氨逃逸，SNCR的NSR值一般控制在1.2-1.5左右。

4、工程应用实例

以某热电厂490t/h循环流化床锅炉实际运用情况为例，该发电机组采用氨水SNCR脱硝装置，在左右旋风分离器位置各设置从上到下4层喷射装置，每层内外侧各1套喷射装置，共16套喷射装置。经过一段时间运行后，业主反馈脱硝效率降低、氨耗量增加和氨逃逸提高等一系列问题。通过现场分析，对SNCR脱硝进行如下性能优化调试：

1)控制燃烧温度，调节旋风分离器入口烟温为920-950℃；

2)检查喷枪的雾化效果（适当提升雾化气体压力）、清理喷嘴的堵塞、更换磨损喷嘴以及调整喷枪的插入深度（喷枪喷嘴与外管向炉外微缩数毫米）。

3)检查氨水浓度和配比溶度，控制氨氮摩尔比在1.5左右；

4)通过现场试验比较，分别对比左右两个分离器的脱硝效率、内外侧各8根喷枪的脱硝效率和从上到下的4层喷枪的脱硝效率，根据试验结果合理调整每根喷枪流量计的流量。

5)调整配风方式，并控制燃烧过程的含氧量，适当延长反应滞留时间；

6)通过PLC控制系统，根据对锅炉负荷及排放烟气中NOx和氨气的在线监测情况，自动控制调节每根喷枪的氨水流量及压缩空气量，使脱硝系统能根据负荷变化自动调节工艺参数，以实现脱硝系统的稳定运行，在保证脱硝效率的前提下，降低使用成本。

经过性能优化调试后，脱硝效率大幅提高、氨耗量减少并且氨逃逸降低。具体数据见下表：

表1 性能优化调试前后对比表

5、结论

本文通过分析SNCR脱硝技术中氨耗量和氨逃逸的主要影响因素，并提出切实可行的对策加以控制。SNCR脱硝运转过程中，为了实现最佳的脱硝效率、最少的氨耗量和最小的氨逃逸，需要选择适量的还原剂在最佳的温度区间内与烟气中充分的混合，采用优化的喷射策略，通过提高NH3的反应效率，降低还原剂的使用量，将氨逃逸降至最低，以降低运行成本、减少二次污染及避免设备的腐蚀。

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