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1、SNCR脱硝技术的缺陷与解决措施所属行业：大气治理关键词：SNCR脱硝技术SCR脱硝NH3泄漏是SNCR脱硝技术 的基本工艺参数，应该持续监测工艺优 化。原位测量原理最适合这种监测任务，因为它可以实时提供测量数 据以实现快速反应（如LDS6原位激光气体分析仪）。它直接安装在过 程气流中，并提供快速准确的NH3逃逸浓度数据。本文研究介绍了 SNCR脱硝技术的缺陷，并提出了相应的解决措施。燃料燃烧过程会产生对环境有害的排放物，尤其是二氧化碳 （CO2），二氧化硫（SO2），一氧化氮（NOx）和粉尘。对于烟气脱硝， 除了优化空气供应的特殊炉子等前端主要措施外，还采用后端措施， 以减量工艺为基础。SN
2、CR脱硝技术是一种重要的脱硝方式，但其自 身也存在一些缺陷。通过对这些问题的研究，可以进一步完善SNCR 脱硝技术，提高脱硝效果。1.SNCR脱硝技术选择性非催化还原（SNCR）是一种减少传统发电厂燃烧生物质、 废物和煤炭的氮氧化物排放的方法。该工艺包括将氨或尿素注入锅炉 的燃烧室，在烟气温度介于760和1，090C（1，400和2，000F） 之间的地方与燃烧过程中形成的氮氧化物反应。所产生的化学氧化还 原反应产物是分子氮（N2），二氧化碳（CO2）和水（H2O）。尿素（NH2CONH2）比更危险的氨（NH3）更容易处理和储存。在 这个过程中，它像氨一样反应:NH2CONH2+H2O-2NH
3、3+CO2减少发生根据(简化)4NO+4NH3+O2-4N2+6H2O.反应机理本身涉及与NO结合然后分解的NH2自由基。该反应需要在一定温度范围内，典型地为760和1,090C(1, 400和2, 000F)下有足够的反应时间才能有效。在较低的温度下， NO和氨不反应。没有反应的氨被称为氨逃逸，并且是不希望的，因 为氨可以与其他燃烧物质如三氧化硫(SO3)反应形成铵盐。在高于1093C的温度下，氨分解：4NH3+5O2-4NO+6H2O.在这种情况下，NO被创建而不是被删除。SNCR脱硝技术使用氨或尿素作为还原剂以在高温下将氮氧化物 转化成氮和水。试剂通过喷嘴供给气流，由此必须连续调节剂量以
4、适 应当前的NO含量。由于以下几个原因，必须尽量减少称为NH3漏失 的未使用量的NH3。另一方面，NH3的量必须足够大才能完全转化氮 氧化物。因此，NH3泄漏是非常重要的过程参数，必须仔细监控并具 有高可靠性。2.反硝化过程条件2.1SNCR脱硝技术的应用目前，工业上已知有两种主要类型的脱硝工艺：选择性催化还原 (SCR)和选择性非催化还原(SNCR)。SCR脱硝 装置对于像燃煤电 厂这样的大型燃烧工厂是常见的，而SNCR技术通常可以在中小型焚 烧厂（如城市垃圾焚烧炉（MWI）中找到。LDS6可以用于优化任何 一种技术。2.2SCR过程在SCR过程中，燃烧过程中形成的氮氧化物（NOx）在水中和
5、氮 气中被有效地还原为氮。将氨（NH3）或尿素（CO（NH2）2）引入发 生还原的非均相催化剂上游的烟道气中。根据烟气中的灰尘量，酸性 气体组分的类型和浓度，SCR过程通常在300至400C的温度范围 内运行。由于其转化效率和缓冲能力高，SCR催化剂后的NH3逃逸通 常非常低，例如在1ppm或更低的范围内。恒定工艺条件下的滑移增 加是催化剂活性降低的精确指标。2.3SNCR 过程在SNCRH艺中，通常将氨（NH3）或尿素（CO（NH2）2）引入热 燃烧区中的烟道气中，其中NOx的还原是自发进行的。根据所用还原 剂的类型，SNCRX艺通常在800至950C的温度范围内运行。在低 于最佳温度的温度
6、下，反应速率太慢，导致NOx的低效率降低和氨泄 漏过高。在最佳温度以上，氨氧化成NOx的过程变得非常高，并且该过程 倾向于产生NOx而不是减少它。由于燃烧过程通常在温度分布和烟道 气组成方面显示出快速和显著的变化，因此SNCR脱硝过程的效率强 烈依赖于反应区中的温度和NOx分布。在反应区后面的恒定NOx水平 下，NH3逃逸是目前反应条件的强烈指标。所属行业：大气治理 关 键词：SNCR脱硝技术SCR脱硝 3.SNCR脱硝技术的缺陷与酸性烟道气组分一起，注入烟道气（或由注入的氨衍生物如尿 素形成）的NH3可导致盐形成。主要是硫酸氢铵（ABS）在此过程中 造成困难：ABS的熔点为147C，因此会以
7、表面积聚的液体或固体形 式存在。它可能会堵塞部分催化剂，增加压降并导致催化剂失活。它也可能堵塞空气预热器（AP）,降低其效率；ABS在较低温度 下吸湿，吸收气体中的水分时会引起腐蚀；在灰尘颗粒上形成的ABS 可能会导致处理有问题的静电除尘器（ESP）料斗出现粘灰。NH3逃 逸量决定了 ABS的总量，因为在燃烧过程中SO3通常过量。SNCR系统对正常运行或异常事件造成的污染和堵塞非常敏感。 由于未处理的气体中已知量的污染物，许多SNCR的使用寿命有限。 市场上大部分催化剂都是多孔结构。粘土种植罐是SNCR催化剂感觉 的一个很好的例子。这种孔隙度使得催化剂具有对NOx还原至关重要 的高表面积。但是
8、，这些孔很容易被燃烧/燃料气体中存在的各种化 合物堵塞。堵塞污染物的一些例子是：细颗粒物、氨硫化合物、硫酸 氢铵（ABS）和硅化合物。许多这些污染物可以在设备在线时除去，例如通过吹灰器。该装 置也可以在周转期间或通过提高排气温度进行清洁。SNCR性能更令 人担忧的是毒物，这会破坏催化剂的化学性质，并使SNCR在NOx还 原中无效或引起氨的不需要的氧化（形成更多的NOx）。其中一些毒 物包括：卤素、碱金属、砷、磷、锑、铭、铜。大多数SNCR需要调整才能正常执行。调整的一部分涉及确保气 流中氨的适当分布和通过催化剂的均匀气体速度。如果不进行调整， 由于不能有效利用催化剂表面积，SNCR可能会出现无
9、效的NOx还原 以及过多的氨逸出。调整的另一个方面涉及确定所有工艺条件下合适 的氨气流量。通常基于从气流中获取的NOx测量值或来自发动机制造商（在燃 气轮机和往复式发动机的情况下）的先前存在的性能曲线来控制氨流 量。通常，必须事先知道所有未来的运行条件，以正确设计和调整 SNCR系统。氨流失是氨通过未反应的SNCR的行业术语。当氨过度注入气流 时，温度过低而使氨反应或催化剂降解（见上文）时会发生这种情况。温度是SNCR的最大限制之一。燃气涡轮机，汽车和柴油发动机 在启动期间都会有一段时间，在此期间排气温度太低而不能发生NOx 还原。4.改善SNCR脱硝技术的措施4.1应用可靠的检测监视系统使用
10、可靠的氨气逃逸检测，有助于更换的控制SNCR系统稳定运 行，保证设备的稳定性、兼容性、经济性，已达到降低成本的目的。LDS6 （图1）是一款基于二极管激光器的原位气体分析仪，用于 直接测量工艺气流中的特定气体成分LDS6由一个中央单元和最多 三对发射机/接收机配置的交叉管道传感器组成。中央单元通过使用 光纤与传感器分开。无论环境如何恶劣，分析仪总是可以放置在任何 危险区域之外。测量过程不受光谱干扰，实时实现动态过程的促动控 制。通过以太网实现完整的网络连接可以进行远程维护主要功能包 括：原位原理，无气体采样；同时测量三个测量点；运行温度高达 1200C；提供防爆版本（可选）LDS6设计用于许多
11、工业过程中的快 速和非侵入式测量。测量元素包括：O2, NH3/H2O, HF/H2O, HCl/H2O,CO/CO2 等。畲疵星朝同您没有权限访间此图片会员登录并绑定手机号 即可查看图片图1LDS6原位激光气体分析仪单个LDS6分析仪能够同时监测多达三个测量点的NH3泄漏。一 个传感器对用于在催化剂或高温反应区之后直接就地控制氨浓度，参 见图1。由于LDS6可以实时提供NH3浓度数据，所以可以非常快速 地控制NH3泄漏-完全避免过量使用的运行时间。另一个重要的测量点是 直接在烟囱中进行排放监测。在这里，观察到NH3的最终排放并因此 观察到总氮排放。LDS脱硝控制具有六大优势：（1）性能。LD
12、S脱硝控制比其他控制仪器（例如FT-IR）更快的 调节，因此是最有效的优化。原位方法允许代表性的NH3测量，无副 作用或交叉干扰。（2）方便。通过使用光缆可将中央单元放置在距测量点数百米 的控制室中。一个中央单元可以同时处理三个测量点。在现场不需要 校准。（3）稳健性。测量点处的传感器对包含最少的电气和光学组件， 以确保最高的可靠性和可用性。在连续运行数月后，剩余的维护工作 将减少到传感器窗户的清洁。清洁后不需要光学调整。（4）多功能性。LDS6可以选择测量原位烟气中的水蒸气浓度， 并与NH3逃逸量平行。这个附加信息对于比在例如压降下更早和更早 地检测锅炉蒸汽管道中的泄漏是有用的。此外，在干燥
13、气体条件下测 量烟囱中萃取分析仪（例如，作为CEM系统的一部分）的结果中体积 误差的补偿成为可能。4.2测量条件通过改善SCR或SNCR脱硝装置中NH3逃逸测量的典型测量条件， 可以改善SNCR技术。如果典型值的范围保持不变，MLFB代码可用于 订购分析仪。在其他情况下，请使用给定的联系地址进行技术说明。 用户列表可用于不同的应用领域。用户受益通过控制NH3逃逸优化 SCR过程意味着：最大限度地减少技术缺陷，优化维护周期，降低劣 化和更换成本；减少总氮（NH3和NOx）排放。优化的过程输入是最 小化排放的基础。4.3优化SNCR流程通过控制NH3逃逸方式：减少氨或尿素的消耗量，同时保持NOx 和NH3的平衡值；稳定过程并避免峰值排放；尽量减少技术缺陷，提 高脱硝效率合理水平的NH3逃逸；减少总氮-NH3和NOx-排放。优化 的过程输入是最小化排放的基础。5.结语随着工业生产的环境和效率要求不断提高，SNCR脱硝技术的应 用也日益广泛。但其自身存在的一些缺陷却限制了其功能的发挥。本 文对SNCR脱硝技术的常见缺陷进行了总结和分析，并提出了相应的 解决对策。
