选择性非催化还原脱硝技术(SNCR).

处理和安全设备
3）动力消耗低
4）使用液态反应剂，可以更有效地控制喷雾模式和 化学剂分布，保证良好的混合。
缺点： 1）尿素作为还原剂要比氨作还原剂产生更多的N2O 2）运行不当，尿素作还原剂可能造成较多的CO排放 3）在锅炉过热器前大于800℃的炉膛位置喷入低温尿素溶液，会 影响炽热煤炭的继续燃烧，引发飞灰、残炭率提高的问题
在锅炉过热器和再热器之间，对于老锅炉的改造，也可设在水冷壁区。
喷射器有枪式和墙式两种类型。图3-2和图3-3分别为两 种现场布置的SNCR喷射器照片图。
图3-2 墙式喷枪
墙式喷射器在特定部位插入锅炉内墙，一般每个喷射部 位设置1个喷嘴。墙式喷嘴一般应用于短程喷射就能使反 应剂与烟气达到均匀混合的小型锅炉和尿素SNCR系统。 由于墙式喷嘴不直接暴露于高温烟气中，其使用寿命比枪
对于大容量锅炉，要将多个喷射器安装在锅炉的几个不同部位，能 通过IZM模块进行独立操作或联合操作，并且对还原剂喷入量和喷入
部分可以进行有效控制，使SNCR系统对锅炉负荷变动和维持氨的逃
逸量具有可操作性。 喷射区数量和部位由锅炉的温度场和流场来确定，国外一般采用流 场和化学反应的数值模拟技术来优化喷射部位。典型的设计是设1~5 个喷射区（300MW机组），每个区设4~12个喷射器。喷射器一般布置
系统相比，尿素系统有以下优点： • • 尿素是一种无毒、低挥发的液体，在运输和储存方面比氨更加安全； 尿素溶液喷入炉膛后在烟气中扩散较远，可改善大型锅炉中吸收剂
和烟气的混合效果。
3.2 还原剂的输送、稀释计量系统
稀释水压力控制模块（DWP）的典型设计一般由多台全流量的多
级不锈钢离心泵、一组双联过滤器、压力控制阀和压力/流量仪表等组
4）NOX在线监控系统。
3.1 还原反应剂的接收和储存系统
（1）采用氨作为还原剂时，既可用液氨，也可用氨水。 液氨在常温常压下呈气态，必须在压力容器中运输和储存的氨水的
储运需获得认可，所以近年来也有在SNCR系统中用19%的氨水。
b 还原剂的溶解、储存、计量输出及与水混合稀释；
c 在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂； d 还原剂与烟气混合进行脱硝反应
图2-1 以尿素为还原剂的SNCR工艺流程
2.2 以液氨为还原剂的SNCR工艺流程
纯氨系统含有储氨罐，用于存储液氨，氨罐槽车将液氨运送至工 厂内，通过卸载管线进行卸氨，氨罐和氨蒸发器构成一个循环回路，通 过加热液氨使其蒸发后回到氨储罐，维持其上部氨蒸气的量。氨蒸气从 储罐顶部被抽出，经过调压后送往锅炉脱硝。 为了保证喷入的氨气有足够的穿透力需要使用特殊喷枪，确保足 够的氨气动量。根据布置在系统出口处的连续检测装置所测得量的排放 数据来控制从氨储罐抽出的氨蒸气量。 在氨蒸气被喷入炉膛之前用空气将其稀释为浓度小于10%的混合
物（一般为5%~10%），氨和空气流量都由流量计测量监视，通过合适
的控制阀来实现精确控制。
图2-2 以液氨为还原剂的SNCR工艺流程
2.3 以氨水为还原剂的SNCR工艺流程
喷射氨水的SNCR脱硝系统由氨水卸载系统、存储系统、计 量系统、分配系统及氨水泵等构成。 将水溶氨储存在储罐中并保持常温常压，用泵将其从储罐 送到喷嘴处喷入分离器内即可使用，在喷嘴处用压缩空气来雾化 水溶氨，用控制阀组来调节喷嘴流量，当不需要喷水溶氨时用空
较大容量的空气压缩机、制造坚固的喷射系统和消耗较多的电能，其制造和 运行费用均较高。用氨基作还原剂的喷射系统一般比尿素系统复杂且昂贵些，
原因是这种系统喷射的气相氨而不是液氨溶液。为此，氨基喷射系统常配备
多个喷嘴的高能喷枪系统，在锅炉通道的宽度和高度内按网格形式布置喷枪。
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还原剂用专门设计的喷嘴在有压下喷射，以获得最佳尺寸和分布的液 滴。用喷射角和速度控制还原剂轨迹，尿素系统常通过双流体喷嘴用载体流
如空气或蒸汽，与还原剂一起喷射。还原还原剂喷射系统按耗能高低分为高
能和低能两种喷射系统。低能喷射系统利用较少和较低压力的空气，而高能 系统需要大量的压缩空气或蒸汽。
用于大容量锅炉的尿素系统一般均采用高能系统。高能系统因需装备
选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
• 一、SNCR脱硝技术原理 • 二、常用的SNCR工艺流程介绍 • 三、 典型的SNCR系统组成介绍
一、 SNCR脱硝技术原理
1.1概论
所谓SNCR技术，就是在不采用催化剂、温度为850~1100 ℃
的情况下，在炉膛（或循环流化床分离器）内烟气适宜处均匀地喷 入氨或尿素等氨基还原剂，还原剂在炉中迅速分解为自由基NH3和 NH2，与烟气中的NOx反应生成N2和H2O，而基本不与烟气中的氧气 发生作用的技术，脱硫效率一般在30%~50%。 它利用炉内的高温驱动氨与NO的选择性还原反应，因此不需 要昂贵的催化剂和体积庞大的催化塔，初投资低，停炉安装期短。
二、常用的SNCR工艺流程
2.1 以尿素为还原剂的SNCR工艺流程
作为还原剂的固体尿素，首先被溶解制备成浓度为50%的尿素浓溶 液，尿素溶液被稀释为5%~10%的尿素稀溶液，再经过计量分配装置的 精确计量分配至每个喷枪，经喷枪喷入炉膛，进行脱除NOX反应。 以尿素为还原剂的SNCR系统脱硝过程由以下四个基本过程完成： a 固体尿素的接收和储存还原剂；
（2）当以尿素作为还原剂时，发生反应： CO(NH2)2→2NH2+CO
NH2+NO→N2+H2O
CO+NO→1/2N2+ CO2
将尿素加水配成50%的溶液，直接喷入900~1100 ℃的烟
气中，可以达到与喷氨一样的效果。
（3）尿素作为还原剂SNCR优缺点 优点：1）尿素是无毒无害的化学品
2 ）系统小、投资低，且不存在带压和危险的存储、
并联合安装在一个滑动底板上。
图3-1 SNCR还原剂计量装置
3.3 还原反应剂喷射混合系统
混合均匀的尿素稀溶液从IZM模块输送到装在邻近锅炉的分 配模块上。每个分配模块由流量计、平衡阀和与自动控制系统
连接的调节器组成。控制系统能精确地控制流入每个喷射器的
还原剂量和雾化空气或蒸汽流量。分配模块也包括为控制尿素 喷入过程用的手动阀。压力表和不锈钢连接管等。供还原剂至 多个喷射器的每个IZM模块一般只设1~2个分配模块。
典型的SNCR布置方案
1.2反应机理
（1）以氨作为SNCR的还原剂时，发生反应： 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
当温度过高时，会发生反应：
4NH3+5O2→4NO+6H2O 当温度低于850℃时，反应不完全，氨的逃逸率高，造成二次污染， 导致脱硝不完全。 可见温度过高或过低都不利于对污染物排放的控制。
IZM模块通常设计成含有与中央控制模块和局地顺序逻辑控制
等控制系统相响应的化学反应剂流量和区段压力阀。
图3-1为典型的SNCR吸收剂计量模块，通过该控制系统的IZM 模块，可随出口NOX浓度、锅炉负荷、燃料质量等变化来调整反 应剂加入量和反应活性。根据锅炉容量、处理前后NOX浓度和所 需要的NOX去除率，尿素SNCR系统一般可采用1~6组IZM模块，
但在降低氨水浓度的同时，增加了所需的储存空间。液氨和氨水都必
须经过一个蒸发器，以气态形式喷入炉膛。可见氨水比液氨需要消耗更
多的蒸发热量。
（2）尿素一般采用50%的水溶液，可直接喷入炉膛。 由于尿素的冰点仅为17.8℃。因此较冷的季节应对尿素溶液进行加热
和循环。尿素可采用固体颗粒运输，但在厂内必须设置溶解装置。与氨
气对系统进行吹扫。
氨水溶液运输和处理方便，不需要额外的加热设备或蒸发 设备，由于脱硝系统需要的氨的容量较大，但氨水浓度较小，所 以导致氨水的运输成本及储罐系统容量较大。
图2-2 以氨水为还原剂的SNCR工艺流程
三、典型的SNCR系统组成介绍
一个典型的SNCR系统主要由四部分组成： 1）还原剂的接收和储存系统； 2）输送、稀释计量和喷射混合系统； 3）还原反应剂、喷射器和与之相关的控制系统；
式喷射器的长。
图3-3 枪式喷枪
枪式喷射器由1根细管和喷嘴组成，可以将其从炉墙深入烟流中。喷 枪一般应用于烟气与翻译件难于混合的氨喷SNCR系统和大容量锅炉。 在某些设计中，喷枪可延伸到锅炉整个断面。喷枪可按当喷嘴或者 多个喷嘴设计。后者设计较为复杂，因此要比单个喷嘴的喷枪和墙式喷嘴 价格贵些。因喷射器需承受高温和烟气的冲击，比较容易遭受侵蚀、腐蚀 和结构破坏，所以喷射器一般不用不锈钢制造，且设计成可更换的。 除此以外，喷射器常用空气、蒸汽和水进行冷却。为使喷射器最少 地暴露于高温空气重中，喷枪式喷射器和一些墙式喷嘴也可设计成可伸缩 的。当遇到锅炉启动、停运、季节性运行或一些其他原因SNCR需停运时， 可将喷射器退出运行。
成。供反应器稀释用的工艺水中溶解固形物要低，过滤后水中悬浮物 应低于50mg/L。 喷射区测量（IZM）模块是用来测量锅炉每个喷射区喷入的反应剂 浓度和流量的。尿素喷入锅炉前必须用过滤水将50%的尿素溶液稀释
到10%。每个IZM模块一般包括1台化学计量泵，1台水泵、1~2个管道
静态混合器和1个现场控制盘、区段隔离阀和流量计、控制阀。