SNCR+SCR聯(lián)合工藝工作原理

聯(lián)合SNCR - SCR煙氣脫硝技術(shù)不是選擇性催化還原法(以下簡稱SCR)工藝與選擇性非催化還原法(以下簡稱SNCR)工藝的簡單組合,它是結(jié)合了SCR技術(shù)高效、SNCR技術(shù)投資省的特點而發(fā)展起來的一種新型工藝。該工藝將SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)與SCR工藝利用逃逸氨進行催化反應(yīng)結(jié)合起來，進一步脫除NOx?；旌厦撓豕に囈园彼?、尿素作為吸收劑，是爐內(nèi)一種特殊的SNCR工藝與一種簡潔的后端SCR脫硝反應(yīng)器有效結(jié)合，充分發(fā)揮了SNCR工藝投資省、SCR工藝脫硝效率高的優(yōu)勢。

SNCR+SCR聯(lián)合工藝的系統(tǒng)組成

脫硝系統(tǒng)主要由還原劑存儲與制備、輸送、計量分配、噴射系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、脫硝反應(yīng)器、電氣控制系統(tǒng)等幾部分組成。

SNCR+SCR聯(lián)合工藝流程

混合SNCR - SCR 工藝具有2 個反應(yīng)區(qū)，還原劑一般以氨水、尿素為主，氨水、尿素被溶解制備成濃度為50%的尿素溶液，經(jīng)輸送泵送至計量分配模塊，與稀釋水模塊送過來的水混合，尿素溶液被稀釋至10%，或氨水被稀釋至10%；通過計量分配裝置精確分配到每個噴槍，然后經(jīng)過噴槍噴入第1個反應(yīng)區(qū)——爐膛，在高溫下,還原劑與煙氣中NOx 在沒有催化參與的情況下發(fā)生還原反應(yīng),實現(xiàn)初步脫氮。過量逃逸的氨隨煙氣進入第2個反應(yīng)區(qū)——爐后的脫硝反應(yīng)器，在催化劑作用下，氨與氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)進一步的脫硝，同時也將氨逃逸率降到可接受的范圍。混合SNCR - SCR工藝最主要的改進就是省去了SCR工藝設(shè)置在煙道里的復(fù)雜的氨噴射格柵(Ammonia Injection Grid,簡稱A IG)系統(tǒng),并大幅度減少了催化劑的用量。

SNCR+SCR聯(lián)合工藝反應(yīng)過程

（尿素作為還原劑）；

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O

CO（NH2）2+ H2O—>2NH3+CO2

NO+NO2+2NH3—>2N2+3H2O

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O

（NH3 作為還原劑）；

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

SNCR+SCR聯(lián)合工藝特點

1、脫硝效率高

單一的SNCR工藝脫硝效率低(一般在40%以下) ,而混合SNCR - SCR工藝可獲得與SCR工藝一樣高的脫硝率(80%以上) 。

2、催化劑用量小

SCR工藝由于脫硝催化劑的使用,大大降低了反應(yīng)溫度并提高了脫硝效率,但是,由于催化劑非常昂貴,一般占整個SCR工藝總投資的1 /3左右,并且由于需要定期更換,運行費用也很高?；旌戏üに囉捎谑紫炔捎昧薙NCR工藝初步脫硝,降低了對催化劑的依賴。與SCR 工藝相比,混合工藝的催化劑用量可以大大減少?；旌厦撓豕に囍?當(dāng)SNCR階段脫硝效率為55% ,而要求總脫硝效率為75%時,混合法工藝與SCR工藝相比可節(jié)省50%的催化劑;當(dāng)要求總脫硝效率為65%時, SCR階段催化劑的用量可以節(jié)省70%。

3、SCR反應(yīng)塔體積小,空間適應(yīng)性強

由于混合法工藝催化劑用量少,通過對鍋爐煙道、擴展煙道、省煤器或空氣預(yù)熱器等進行改造來布置SCR反應(yīng)器,大大縮短了反應(yīng)器上游煙道長度。它與單一的SCR工藝相比,不需復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu),節(jié)省了投資且不受場地的限制。

4、脫硝系統(tǒng)阻力小

由于混合法工藝的催化劑用量少, SCR反應(yīng)器體積小,其前部煙道較短,因此,與傳統(tǒng)SCR工藝相比,系統(tǒng)壓降將大大減小,減少了引風(fēng)機改造的工作量,降低了運行費用。

減少SO2 向SO3 的轉(zhuǎn)化,降低腐蝕危害

催化劑的使用雖然有助于提高脫硝效率,但也存在增強SO2 向SO3 轉(zhuǎn)化的副作用,而煙氣中SO3含量的增加,將生成更多的NH4HSO4。 NH4HSO4 的黏結(jié)性很強,在煙氣溫度較低時,會堵塞催化劑并對下游設(shè)備造成腐蝕。混合法由于減少了催化劑的用量,將使這一問題得到一定程度的遏制。

5、省去SCR旁路的建造

機組頻繁啟、停且長期低負荷運行或超負荷運行時,都可能由于排煙溫度的不適宜而縮短催化劑的壽命。為此, SCR工藝一般需要設(shè)置旁路系統(tǒng),以避免煙溫過高或過低對催化劑造成的損害。而旁路的設(shè)置又增加了初期投資,并對系統(tǒng)控制和場地面積等也提出了更高的要求。混合SNCR - SCR工藝由于催化劑用量大大減少,因此,可以不再設(shè)置旁路系統(tǒng),從而降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度和對場地的要求,減少了初期投資,簡化了控制。

6、催化劑的回收處理量減少

脫硝系統(tǒng)目前所用催化劑壽命一般為2～3年。催化劑所用材料中的V2O5 ,大量廢棄的催化劑會造成二次污染,必須進行無害化處理。混合法工藝催化劑用量小,可大大減少廢棄催化劑的處理量。

7、簡化還原劑噴射系統(tǒng)

為了獲得高效脫硝反應(yīng),要求噴入的氨與煙氣中的NOx有良好的接觸并要求在催化反應(yīng)器前形成分布均勻的流場、濃度場和溫度場,為此,單一的SCR工藝除必須設(shè)置復(fù)雜的氨噴射格柵(A IG)及其控制系統(tǒng)外,還往往需要在多處安放摻混設(shè)施、加長煙道以保證A IG與催化劑之間有足夠遠的距離等措施,以達到上述要求。而混合工藝的還原劑噴射系統(tǒng)布置在鍋爐爐墻上,與下游的SCR反應(yīng)器距離很遠,因此,無需再加裝混合設(shè)施,也無需加長煙道,就可以在催化劑反應(yīng)器入口獲得良好還原劑與NOX的混合及分布。

8、加大了爐膛內(nèi)還原劑的噴入?yún)^(qū)間, 提高了SNCR階段的脫硝效率

單純的SNCR 工藝為了滿足對氨逃逸量的限制,要求該工藝還原劑的噴入點必須嚴格選擇在適宜反應(yīng)的溫度區(qū)域內(nèi)。而在混合SNCR - SCR技術(shù)中, SNCR過程中形成的氨泄漏是作為SCR反應(yīng)的還原劑來設(shè)計的,因此,對SNCR階段氨逃逸的問題的考慮可以大大放寬。相對于獨立的SNCR工藝,混合工藝氨噴射系統(tǒng)可布置在適宜的反應(yīng)溫度區(qū)域稍前的位置, 從而延長還原劑的停留時間。在SNCR過程中未*反應(yīng)的氨將在位于下游的SCR反應(yīng)器被進一步利用?；旌瞎に嚨倪@種安排,有助于提高SNCR階段的脫硝效率。

主要煙氣脫硝技術(shù)的比較

幾種主要煙氣脫硝技術(shù)綜合比較情況如表所列。

表 SCR、SNCR、SNCR/SCR技術(shù)綜合比較

SNCR+SCR聯(lián)合技術(shù)特點

1、高效低投資：效率一般為60~80％，催化劑用量少；

2、運行可靠：SO2/SO3轉(zhuǎn)化所引起的腐蝕和阻塞問題?。?/span>

3、適應(yīng)性強：反應(yīng)器一般可設(shè)置在鍋爐尾部煙道內(nèi)，具有更好的空間適用性；

4、實施靈活性強：可分步實施，分期投資，以滿足不同時段和不同環(huán)保要求；

5、施工周期短，不需要改造空預(yù)器和更換引風(fēng)機；模塊化的設(shè)備供貨，安裝周期短。