SNCR炉内脱硝 计量模块
SNCR脱硝工艺介绍
1、 烟气脱硝工艺选择
根据锅炉NOx产生的机理及影响因素,对于燃煤锅炉NOx的控制主要有三种方法:
①、燃料脱硝;
②、改进燃烧方式和生产工艺,在燃烧过程脱硝;
③、烟气脱硝,即燃烧后NOx控制技术。前两种方法是减少燃烧过程中NOx的生成量,第三种方法则是对燃烧后烟气中的NOx进行治理,主要技术有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)两种。
根据经济分析、技术性能以及要求的大气污染物排放限值,我公司选用SNCR烟气脱硝技术。
2、 脱硝还原剂选择
结合项目地点周边环境,考虑还原剂储存、消防安全等因素,本项目还原剂采用尿素。
3 、SNCR工艺烟气脱硝技术简介
选择性非催化还原(Selective Non-catalytic Reduction,SNCR)是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。一般采用炉内喷氨、尿素作为还原剂还原 NOx 。还原剂只和烟气中的 NOx反应,一般不与氧反应,不采用催化剂,所以这种方法被称为选择性非催化还原法(SNCR)。
SNCR脱除NOx技术是把含有氨基的还原剂,喷入炉膛温度为850~1100℃的区域,还原剂迅速热解生成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2。该方法以炉膛为反应器,可通过对锅炉进行改造实现。
SNCR的工业应用是在20世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气由厂开的,在欧盟国家从80年代末一些燃煤电厂也开始应用。美国的SNCR技术在燃煤电厂的工业应用是在90年代开始的。目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在2GW以上。
在炉膛内850~1100℃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NO,基本上不与烟气中的O2作用,据此发展了SNCR法。
在850~1100℃范围内,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。
尿素分解反应:
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
氨和NOx进行反应,反应式如下:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
4NH3+6NO→5N2+6H2O
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成:
Ÿ 还原剂储存、制备;
Ÿ 还原剂的计量输出、与水混合稀释;
Ÿ 在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;
Ÿ 还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
首先,袋装尿素经溶解后,经给料泵、计量装置等进入脱硝喷射系统,考虑到厂内有水蒸汽,采用蒸汽增压式脱硝喷枪,尿素溶液通过喷嘴以雾化状态喷入锅炉内部合适位置。通过合理布置喷射器的位置和数量,使还原剂喷入点处在850~1250℃范围内,脱硝效率可满足要求。除此之外,高含氧量时不利于脱硝反应的进行,脱硝喷枪应尽量布置在氧浓度较低的区域。
4 、脱硝技术说明
4.1 NOx脱除率、氨的逃逸率
在下列条件下,对NOx脱除率、氨的逃逸率同时进行考核。
SNCR综合脱硝装置在性能考核试验时的NOx脱除率不小于50%,氨的逃逸率不大于8 ppm。
锅炉60%THA-110%BMCR负荷;
脱硝装置氮氧化物(NOx)出口浓度 200mg/Nm3 以下;
脱硝效率定义:
脱硝率= |
C1-C2 |
×100% |
C1 |
C1——脱硝系统运行时脱硝入口处烟气中NOx含量(mg/Nm3)。
C2——脱硝系统运行时脱硝出口处烟气中NOx含量(mg/Nm3)。
氨的逃逸率是指在脱硝装置出口的氨的浓度。
4.2 压力损失
SNCR不增加原系统阻力;
4.3 脱硝装置可用率
一年内脱硝整套装置的可用率在最终验收前不低于98%。
脱硝装置的可用率定义:
A:脱硝装置统计期间可运行小时数。
B:若相关的发电单元处于运行状态,脱硝装置本正常运行时,脱硝装置不能运行的小时数。
C:脱硝装置没有达到60%NOx 脱除率要求时的运行小时数。
D:脱硝装置氨的逃逸率高于10ppm要求时的运行小时数。