SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的运用
循环流化床锅炉SNCR系统优化与应用
循环流化床锅炉SNCR系统优化与应用本文主要对循环流化床锅炉中的SNCR脱硝系统进行优化改造，通过对尿素溶液喷射装置的优化，调整尿素溶液制备系统的加热方式，调整雾化风，同时加强运行管理保证脱硝最佳反应温度，保证还原剂和烟气充分混合、反应，提高还原剂与烟气的充分混合与接触、反应，提高烟气脱硝效率，降低还原剂（即尿素）消耗、降低生产成本。
标签：循环流化床锅炉;脱硝系统;SNCR;尿素溶液喷射装置随着环境污染给人类带来的问题越来越严重，人们的环境保护意识日益增强，我国针对环境保护的法律法规不断健全，对火力发电厂NOx排放控制日益严格[1]。
循环流化床锅炉技术作为一种高效、低污染、清洁的燃烧技术，已在电站锅炉、工业锅炉、废弃物处理利用等领域得到了广泛应用[2-3]。
选择性非催化还原（SNCR）是一种烟气脱硝技术，其原理是将氨还原剂在一定的温度窗口下与NOx发生选择性非催化还原反应，达到降低NOx排放的效果[4]。
1 脱硝系统运行状况分析我公司脱硝系统采用SNCR+SCR技术，SNCR+SCR混合技术是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用未反应氨进行催化反应结合起来，达到所需的脱硝效果，它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。
SNCR+SCR混合工艺的脱硝效率为90%，氨的逃逸小于3mg/Nm3。
目前，SNCR系统中尿素溶液使用量居高不下，已成为制约系统经济性运行的重要因素，因此对公司三台循环流化床锅炉的SNCR系统进行优化与应用。
SNCR系统尿素溶液喷射装置为2014年7月投用至今，該型式喷枪为尾部混合文丘里型式喷枪，采用文丘里原理，压缩空气在喷枪尾部进入，尿素溶液在压缩空气后部进入喷枪尾部，通过压缩空气的高速喷射抽动尿素溶液进入混合室，混合后的气液混合物至喷枪喷头处雾化，要求压缩空气压力不低于0.3MPa，且各部件加工精度要求极高，雾化喷嘴极易高温磨损。
SNCR脱硝技术在循环流化床锅炉上的应用
循 环 流 化 床 锅 炉 技 术 是 一 项 近 十 几年 于 ３ ０ ０ ｍｇ ／ Ｎｍ 。 （ ２ ） 流 化 床 锅 炉 特 有 的 旋 风 分 离 器结 构 为Ｓ ＮＣ Ｒ反应 提 供 了 适合 的 反应 温 度及 较长的反应 时间 。 流 化 床 锅 炉 旋 风 分 离 器 内温 度 一 般 在 ８ ５ Ｏ℃左 右 ， 处 于Ｓ ＮＣ Ｒ反 应 温 度８ ｏ ０ ℃ ～１ ２ ０ ０ ℃范 围之 内 ｌ 相 关 研 究 表 明Ｓ Ｎｃ Ｒ系统 获 得 较 高的 脱 硝效 率 需 保 证０ ． ２ ｓ 以 上 的 反 应 时 间［ ２ １ ， 而 大 尺 寸 的旋 快 给 煤 点少 等 优 点 。 风 分 离 器 可 以 保 证 Ｎ０ｘ 与 氨 具 有 约 ０． ５ ｓ 的反应时 间， 更长 的 反 应 时 间 保 证 了更 好 ２ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ 技术原理 Ｓ ＮＣＲ 是 一 种 成 熟 的 低 成 本 高 效 脱 硝 的 脱 硝 效 率 。 技术， 此方 法 是 在 ８ ０ ０ ℃ ～１ ２ ０ ０℃下 ， 把 含 （ ３ ） 流 化 床 锅 炉 内还 原 剂 与 烟 气 的混 合 有氨基的还原剂（ 如氨水或者尿素等） 喷入 效 果 好 。 Ｓ ＮＣ Ｒ技 术 应 用于 大 型 煤 粉 锅 炉 炉 膛 的 一 定 温 度 区域 内 ， 该 还 原 剂 迅 速 选 时 ， 脱 硝 效 率 不 高 的 一 个 重 要 原 因是 ＮＯＸ 择性 地 与 烟 气 中的ＮＯｘ 直 接进 行 还 原 反应 与 还 原 剂 混 合 不 均 匀 。 流 化 床 锅 炉 内 混 合 而生 成 氮 气 和 水 ， 从 而 达 到 选 择 还 原 ＮＯｘ 效果好 主要体现 在两个方面 ： 一 是 烟 气 在 的效 果 。 ＮＨ 还原 ＮＯｘ 的主要反应为： 旋 风 分 离 器 内具 有 较 长 的 混 合 时 间 ｔ 二 是 ４ ＮＨ３ ＋４ＮＯ ＋Ｏ２ － － ＊ ４ Ｎ２ ＋６Ｈ ２ Ｏ 流化床 锅炉通 常容量较小 ， 在 较 小 的 锅 炉 ４ ＮＨ３ ＋２ Ｎ Ｏ２ ＋Ｏ２ —３ Ｎ２ ＋６ Ｈｓ Ｏ 上， 还 原 剂 的 喷 入可 更 好 地 被 控 制 ， 易 实现 受 到 锅 炉 结 构 形 式 和 运 行 方 式 的 影 还 原 剂 与烟 气 的 混 合 。 影响Ｓ ＮＣ Ｒ脱 硝 效率 主要 包 括温 度 、 氨 响， Ｓ Ｎｃ Ｒ技 术 的 脱 硝 性 能 变 化 比 较 大 ， 脱 硝效 率 一 般 在 ３ ０ ％ ～７ Ｏ ％之 间。 与 烟 气 的 混 合程 度 、 氨硝摩尔比、 反应 时 间 与Ｓ Ｃ Ｒ技 术 相 比 ， Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ技 术 不需 设 置 等 因素 。 循 环 流 化 床 锅 炉 本 身具 有 的 上 述
SNCR脱硝工艺350MW超临界循环流化床锅炉上的应用
SNCR脱硝工艺350MW超临界循环流化床锅炉上的应用作者：刘强赵瑞敏来源：《山东工业技术》2016年第22期摘要：结合350MW超临界循环流化床锅炉的NOx控制的特点，本文对河曲电厂350MW 超临界循环流化床锅炉SNCR脱硝工艺进行研究，根据该厂调试、运行期间的技术数据，对实现NOx超低排放的影响因素进行了分析和总结。
关键词：350MW超临界；循环流化床锅炉；SNCR脱硝工艺；超低排放DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.0260 前言CFB锅炉出口烟气中含尘量大，NOx排放相对煤粉炉要低的多，采用SCR工艺时，脱硝催化剂飞灰磨损严重，炉内脱硫产物易导致催化剂中毒，此外省煤器出口烟温相对较低，须对省煤器进行分级，布置难度较大， SCR脱硝工艺应用在CFB锅炉上整体技术经济性不佳。
反而SNCR脱硝工艺的反应温度窗口和CFB锅炉炉膛烟气出口温度范围比较吻合， CFB锅炉旋风分离器中的烟气流场的情况非常有利于喷入的还原剂和烟气的良好混合，并保证了充分的反应时间，使SNCR脱硝工艺成为CFB锅炉最为适合的烟气脱硝工艺，并可获得非常较高的脱硝效率，进而实现CFB锅炉NOx的超低排放。
1 河曲电厂技术特点河曲电厂锅炉为东方锅炉厂生产的循环流化床、超临界参数，一次中间再热直流锅炉、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构。
锅炉主要技术参数如下：锅炉采用床下风道燃烧器的点火方式。
烟气脱硝采用SNCR脱硝工艺，还原剂采用工业级合格品质的尿素，设计脱硝效率不小于75%，排放浓度小于50mg/Nm3。
该锅炉炉膛出口BRL工况下烟气温度约为850℃左右，满足SNCR脱硝工艺800～1100℃最佳反应温度窗口的要求。
SNCR喷枪布置在旋风分离器入口，能够保证还原剂和烟气在旋风分离器内充分混合和反应停留时间。
2 SNCR工艺原理尿素SNCR的工艺原理是在没有催化剂的情况下，向800℃～1100℃炉膛中喷入尿素溶液，尿素溶液与烟气中的NOx 反应并生成无危害的N2和H2O。
科技成果——循环流化床锅炉选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术
科技成果——循环流化床锅炉选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术成果简介SNCR是一种发展成熟的NOx控制技术。
1974年在日本首次投入商业应用，到目前为止，全世界大约超过300套SNCR装置应用于电站锅炉、工业锅炉、市政垃圾焚烧炉和其它燃烧装置。
从90年代以来SNCR技术在美国也得到迅速的推广应用，由于SNCR成本较低，改造方便，适宜协同应用其它的低NOx技术，因此特别适宜发展中国家使用。
近年在捷克、韩国、台湾等地都有发展应用。
SNCR主要原理是在没有催化剂作用下，向870℃-1150℃高温烟气中喷射氨或尿素等还原剂，还原剂与烟气中NOx反应生成N2。
SNCR技术属于燃烧后控制技术之一，与煤粉锅炉相比，CFB锅炉由于合理组织了分段送风和分段燃烧，NOx排放量自身可控制到200mg/m3左右。
如再配有简单的氨或尿素喷射系统的SNCR脱硝技术，就可以实现更低排放水平。
由于SNCR脱硝系统设备简单，造价相对低廉，不存在反应器堵塞等问题，SNCR脱硝系统在CFB锅炉中正逐步得到应用。
该技术的脱硝效率一般大于60%，可达75%以上；NOx排放浓度一般小于100mg/m3；单位投资大致为30-40元/kW；运行成本一般低于0.35分/kWh。
该技术成熟、稳定，脱硝效率较高；相对SCR脱硝而言，该技术的占地面积较小、投资及运行费用较低。
适用于燃煤电站循环流化床锅炉烟气脱硝。
典型案例案例名称2×300MW循环流化床锅炉SNCR脱硝工程技术开发单位东方电气集团东方锅炉股份有限公司项目概况本项目于2012年1月脱硝项目开始设计及开工建设，2012年7月2套脱硝装置完成168试运行。
主要工艺原理SNCR的基本原理是在没有催化剂的情况下，向900-1150℃炉膛中喷入还原剂氨或尿素，还原剂有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒、无污染的N2和H2O。
当用尿素作还原剂时其反应可表示为：NH2CONH2→2NH3+HNCO4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O2NO+2HNCO+1/2O2→2N2+2CO2+H2O同SCR工艺类似，SNCR法的NOx脱除效率主要取决于反应温度、NH3与NOx的化学计量比、混合程度，反应时间等。
超低排放SNCR+SCR脱硝系统流场优化技术与应用
超低排放SNCR+SCR脱硝系统流场优化技术与应用韦耿; 张定海; 魏艳娜; 任凌申; 周武【期刊名称】《《山东电力技术》》【年(卷),期】2019(046)010【总页数】4页(P47-50)【关键词】超低排放; 脱硝; 流场均匀性【作者】韦耿; 张定海; 魏艳娜; 任凌申; 周武【作者单位】清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室四川成都 611731; 东方电气集团东方锅炉股份有限公司四川自贡 643001【正文语种】中文【中图分类】TM6210 引言根据GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》要求，2003-12-31 后建成投产的煤粉锅炉NOx排放质量浓度低于100 mg／m3［1］，然而根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》，对于锅炉排放进一步提高了要求，烟尘排放质量浓度不高于10 mg／m3，SO2排放质量浓度不高于35 mg／m3，而NOx排放质量浓度则不高于50 mg／m3，即超低排放［2］。
据统计早期建成的锅炉很多NOx排放质量浓度达到500 mg／m3，最高达到1 000 mg／m3，锅炉超低排放设计、改造的难度相当大。
目前锅炉在燃煤烟气脱硝技术中有燃烧前控制、燃烧中控制及燃烧后控制技术，燃烧后控制脱硝技术基本是主流标配。
烟气脱硝技术还分成SNCR和SCR 技术，虽然目前大部分电厂采用低氮燃烧+SNCR 或者低氮燃烧+SCR 的技术基本可以满足环保排放要求，但是在某些电厂因锅炉自身设计运行条件以及煤种限制，单靠SNCR 或者SCR 无法满足排放要求，因此SNCR+SCR 协同脱硝技术也有一定的市场。
杨永利、郑玉婴等人研究了脱硝催化剂性能和改进配方［3-4］，秦亚男、梁存敬等人研究了SNCR+SCR协同脱硝的还原剂混合均匀性问题，分别从炉内喷枪布置优化和喷氨栅格不均匀控制方面着手［5-6］，但是对于超低排放下脱硝系统的关键问题，即流场均匀性提升问题还有许多值得探讨的地方。
SNCR+SCR耦合脱硝技术调试和优化运行及案例
SNCR+SCR耦合脱硝技术调试和优化运行及案例关键词：脱硝脱硝技术 SCR采用SNCR+SCR 耦合脱硝法的锅炉，由于流场分布不均调试难度较大。
宜兴华润项目通过低氮燃烧器、SNCR、SCR脱硝调试，较好解决了耦合脱硝法的锅炉流场分布不均，调试困难的问题。
通过调试规律的总结和运行优化，在较短时间内完成了调试工作，并取得了良好的经济效益。
脱硝改造后的运行调试是环保验收前的重要一环，对于采用尿素作为还原剂的SNCR+SCR耦合脱硝法的锅炉，由于流场分布不均，往往脱硝调试遇到的困难较大。
本文通过宜兴华润热电有限公司260t/h 锅炉脱硝现场调试经验来总结SNCR+SCR耦合脱硝法的运行调试规律，以供采用同类型脱硝改造的锅炉调试借鉴，使其能实现在较短时间内完成耦合脱硝的调试工作。
1概述宜兴华润热电有限公司2×60MW机组,锅炉是无锡锅炉厂制造的UG-260/9.8-M型高温、单锅筒、自然循环、“Ⅱ”型布置的固态排渣煤粉炉。
制粉系统采用中间储仓式热风送风。
由于锅炉最初无脱硝的设计考虑，没有预留脱硝装置布置空间，电除尘和除尘控制楼与尾部烟道间距不足5m，无法将烟道拉出在尾部竖井烟道外侧布置SCR催化剂。
通过调研和脱硝可行性研究和初步设计，宜兴项目最终选择改动尾部受热的布置，腾出有限的SCR催化剂布置空间，并采用SNCR+SCR耦合脱硝技术来实施脱硝改造。
1.1脱硝工艺宜兴项目锅炉高温省煤器与高温空预器之间的高度不到2m，锅炉尾部与电除尘间距离太小，无法实施烟道拉出SCR脱硝改造。
单纯依靠烟气SCNR或SCR方法难以达到排放标准，因此选用了SNCR+SCR 耦合脱硝技术。
SNCR+SCR耦合脱硝技术是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应结合起来，进一步脱除NOx，它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。
对于锅炉尾部烟道布置非常紧张，常规的SCR反应器或者喷氨栅格无法布置时采用SNCR+SCR耦合方法则比较适宜。
循环流化床锅炉SNCR脱硝应用研究
循环流化床锅炉 SNCR脱硝应用研究摘要：由于中国环保政策的颁布以及相关环保标准的制定，火电厂的烟气排放也需要进一步的优化改造，在循环流化床锅炉增设选择性非催化还原脱硝( SNCR)装置成为了一个非常合理且有效的选择。
可以切实的降低氮氧化物的排放量，从而满足火电厂烟气排放的要求。
本文阐述了循环流化床锅炉中氮氧化物的产生机理及其控制手段，进而引出了SNCR脱硝技术原理和工艺流程，最后针对火电厂中SNCR脱硝技术经常出现的不足进行了改进，旨在为以后的新建电厂的设计优化和老旧电厂的改进建设提供些许借鉴意义。
关键词：循环流化床锅炉；SNCR脱硝；应用1引言近年来，我国的氮氧化物排放总量持续增加，城市的大气环境不断被破坏，雾霾愈发严重且有增加的趋势。
我国早在二十一世纪初就对循环流化床锅炉技术进行了引进。
目前我国大约有3,000台不同容量的循环流化床锅炉，其中大约有30%以上电力行业的循环流化床锅炉是在进行商业化的运营，其总容量大约为63,000MW。
由于国家环保部门对于环保标准的日益收紧，在引入新的环保标准后，确定燃煤电厂的氮氧化物排放浓度应当小于100mg/m3，此标准以二氧化氮为基准制定，其他氮氧化物按氧的浓度为6%进行相应的换算[1]。
孙献斌等人对SNCR脱硝系统的关键设备喷枪进行了针对性研究，并自主研发了风冷雾化喷枪，将之前SNCR技术喷枪喷淋效果差，尿素和氨水利用率不足的缺陷进行了完善，而且已成功在300MW机组上得到了实际运用，而且获得了不小的社会收益与经济效益[2]。
2氮氧化物生成机理及控制手段2.1氮氧化物生成机理根据火电厂相关的实践进行研究可以发现，发电厂燃煤产生的氮氧化物形成过程如图1所示。
一般电厂使用煤炭作为燃料时生成的氮氧化物存在3种途径：燃料型氮氧化物，热力型氮氧化物和快速型氮氧化物。
在使用劣质燃料（例如烟煤，褐煤和油页岩）的循环流化床锅炉中，主要产生燃料型氮氧化物[3]。
2.2氮氧化物控制手段当前用于控制氮氧化物产生的普遍适用方法包括燃烧控制和烟气脱硝。
循环流化床锅炉简介以及sncr脱硝的适用性
循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热34、、面过外热置和器式辅换热助器
设备等组成，一些循环流化床锅炉还有外5、置煤仓流化床
换热器。
6、返料装置 7、石灰石进料口
8、灰冷却器
9、省煤器
10、空气预热器
11、除尘器
12、引风机
13、尾部烟道
14、汽包
带有外置流化床热交换器的循环流化床锅炉系统示意图
炉膛
流化床燃烧方式
燃料有两种经典燃烧方式分别是固定床燃烧和悬浮燃烧。 固定床燃烧是将燃料均匀布在炉排上，空气以较低的速度自 下而上通过燃料层使其燃烧，如固定炉排、链条炉排等。悬 浮燃烧则是先将燃料磨成细粉，然后用空气通过燃烧器送入 炉膛，在炉膛空间中作悬浮状燃烧，如煤粉燃烧。
流化床燃烧是介于两者之间的一种燃烧方式。在流化床 燃烧中，燃料被破碎到一定粒度，燃烧所需空气从布置在炉 膛底部的布风板下送入，燃料既不固定在炉排上燃烧，也不 是在炉膛空间内随气流悬浮燃烧，而是在流化床内进行一种 剧烈的、杂乱无章、类似于沸腾运动状态的燃烧。
循环流化床锅炉的优缺点
优点 燃料适应性好 燃烧效率高95%~99% 负荷调节范围宽30%~110% 燃烧污染物排放量低 燃烧强度大 脱硫脱硝效率高
缺点 烟风系统阻力高，风机电耗大
锅炉受热面磨损严重 实现自动化难度大
二、燃烧与传热特性
循环流化床锅炉的燃烧区域
1. 炉膛下部密相区 燃料挥发分的析出和部分燃烧 发生在该区域。该区域处于还 原性气氛中。
CFB锅炉中循环回路是个相对稳定的温区， 且CFB锅炉中的燃烧温度与选择性非催化还原 （SNCR）喷氨脱硝的温度窗口相近，若在合适 的位置如炉膛上部或旋风分离器入口附近注入氨 或其他还原剂，可以发生SNCR反应，实现75% 以上的氮氧化物脱除率。
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SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的运用
循环流化床锅炉是一种高效、节能的锅炉设备，被广泛应用于电厂、化工厂、钢铁厂等工业领域。
随着环保要求的不断提高，循环流化床锅炉的排放标准也面临着更严格的挑战。
为了满足国家对大气污染物排放的限制要求，循环流化床锅炉的超低排放改造变得尤为重要。
在此背景下，SNCR+SCR联合脱硝技术成为了一种常用的改造方案，其在循环流化床锅炉超低排放改造中的应用也备受关注。
SNCR技术（Selective Non-Catalytic Reduction）是一种选择性非催化还原技术，通过向燃烧过程中喷射氨水或尿素溶液，将燃烧产生的氮氧化物（NOx）还原成氮气和水。
这种技术具有投资成本低、易于实施等优点，因此在循环流化床锅炉脱硝改造中得到广泛应用。
SNCR技术在脱硝效率、氨气逸失和氨气与其它污染物之间的协同效应等方面存在一定的局限性。
针对循环流化床锅炉超低排放改造的要求和SNCR、SCR技术各自的优缺点，研究者开始探索将这两种脱硝技术进行联合应用的可能性。
SNCR+SCR联合脱硝技术利用了两种技术的优点，可以有效降低NOx排放浓度，并且减少氨气逸失，是一种理想的超低排放改造方案。
在循环流化床锅炉中实施SNCR+SCR联合脱硝技术，需要克服一些技术难点。
首先是脱硝催化剂的选用和催化剂的布置。
选择合适的催化剂对SCR脱硝技术的效率有着至关重要的影响，而在循环流化床锅炉中催化剂布置也会受到燃料特性和燃烧特性的影响。
其次是氨气的进量控制和反应温度的控制。
在SNCR+SCR联合脱硝过程中，氨气的进量和反应温度需要严格控制，以保证脱硝效率的同时避免氨气逸失和硝化物的生成。
还需要注意SNCR和SCR两种技术的协同效应。
在SNCR+SCR联合脱硝过程中，氨气的加入要与燃烧过程中产生的霍尔效应和还原性物质相结合，以提高脱硝效率。
研究者需要通过模拟实验和现场试验，获得最佳的SNCR和SCR技术配比和运行参数，以实现最佳的脱硝效果。
除了技术难点，SNCR+SCR联合脱硝技术的运行和维护成本也是需要考虑的因素。
催化剂的周期更换和再生、氨气的储存和投加、脱硝设备的检修和维护等都会增加运行成本，因此如何降低SNCR+SCR联合脱硝技术的运行成本也是一个需要研究和解决的问题。
SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中具有广阔的应用前景。
通过科学合理的技术设计和操作管理，可以有效地降低NOx排放浓度，实现循环流化床锅炉的超低排放要求，符合大气污染防治的要求。
未来，随着我国对大气污染物排放标准的不断提高，SNCR+SCR联合脱硝技术将在循环流化床锅炉的改造中得到更广泛的应用。