锅炉脱硝技术工艺及原理

SNCR 脱硝工艺及原理

选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction ，以下简写为SNCR ）脱除NOx 技术是把含有NHx 基的还原剂(如氨气、氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为800℃~1100℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH 3和其它副产物，随后NH 3与烟气中的NOx 进行SNCR 反应而生成N 2。

采用NH 3作为还原剂，在温度为900℃~1100℃的范围内，还原NOx 的化学反应方程式主要为：

O H N O NO NH 22236444+?→?++ ① O H N O NO NH 222236324+?→?++ ② 采用尿素作为还原剂还原NOx 的主要化学反应为：

()O H CO N O NO CO NH 222222242322++?→?++ ③

()O H CO N O NO CO NH 22222242442++?→?++

④ 反应过程中可能产生副反应，副反应主要的产物为N 2O ，N 2O 是一种温室气体，同时它对臭氧层也能起到破坏的作用。以尿素为还原剂时，最佳操作温度范围为900~1150℃。

NH 3—SNCR 系统中，还原NOx 的反应对于温度条件非常敏感，炉膛上喷入点的选择，也就是所谓的温度窗口的选择，是SNCR 还原NOx 效率高低的关键。一般认为最适宜的温度范围为930℃~1090℃,并随反应器类型的变化而有所不同。当反应温度低于温度窗口时，由于停留时间的限制，往往使化学反应进行的程度较低反应不够彻底，

从而造成NOx 的还原率较低，同时未参与反应的NH 3增加，过量的氨气会溢出而形成硫酸铵，易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀危险。而当反应温度高于温度窗口时，NH 3的氧化反应开始起主导作用：

O H NO O NH 2236454+?→?+ ⑤

从而，NH 3的作用成为氧化并生成NO ，而不是还原NOx 为N 2。总之，SNCR 还原NOx 的过程是上述两类反应相互竞争、共同作用的结果。如何选取合适的温度条件同时兼顾减少还原剂的泄漏成为SNCR 技术成功应用的关键。

SNCR 脱硝的优点

（1）系统简单：不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽，氨或尿素喷射装置及其喷射口即可，系统结构比较简单；

(2)系统投资小：相对于SCR 的大约40美元/kW -1 到60美元/kW -1的昂贵造价，由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂而只需要廉价的尿素或液氨，所以SNCR 大约5美 元/kW -1 到10美元/kW -1的造价显然更适合我国国情；

(3) 阻力小：对锅炉的正常运行影响较小；

(4) 系统占地面积小：需要的较小的氨或尿素储槽，可放置于锅炉钢架之上而不需要额外的占地预算。