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低氮燃烧＋SNCR”工艺在燃煤锅炉烟气脱硝处理技术1 低氮燃烧+SNCR 工艺介绍

　　“低氮燃烧+SNCR”脱硝处理工艺是指采用锅炉燃烧系统的低氮燃烧改造和选择性非催化还原法(SNCR)的脱硝工艺组合起来，对燃煤锅炉的烟气进行脱硝处理。低氮燃烧改造的主要内容是通过改良喷燃系统，内置浓缩器，在燃烧区形成浓、淡两区，加强煤粉燃烧，提高燃烧效率，高压回流喷枪，终减少NOX 的产生;SNCR 处理工艺是指将还原剂(氨水或尿素)喷入锅炉炉膛的合适位置，可选择性地还原烟气中的NOX，终减少NOX 的排放。

　　2 低氮燃烧+SNCR 工艺在锅炉烟气脱硝处理中的应用

　　针对该碱厂的锅炉为煤粉锅炉以及烟气中NOX 含量的特点，设计采用“低氮燃烧+SNCR”脱硝处理工艺对该锅炉烟气进行脱硝处理，该工艺不仅可以使该锅炉烟气处理后达标排放，而且处理系统运行管理简单，运行费用也较低。以下将该处理工艺进行介绍。

　　2.1 处理工艺的概述

　　广州某碱厂的锅炉烟气脱硝处理工艺由两个系统组成：一是对三台锅炉的燃烧系统进行低氮燃烧改造，使NOX 的浓度下降30%以上;二是新建一套SNCR 处理系统，将厂区现有液氨系统中的液氨吸收稀释，制成的氨水通过双流体喷嘴喷入锅炉炉膛的合适位置，进行选择性非催化还原反应处理后，将烟气中的NOX 处理后达标排放。本工程的总烟气处理量为390000 m3/h，项目占地面积为100 m2。

在SNCR反应中，脱硫回流喷枪，温度是影响NOx脱除率的重要因素，SNCR具有一个的反应温度窗口。氨水、尿素还原NOx的过程是还原剂还原与还原剂氧化两类反应相互竞争、共同作用的结果，温度过高时还原剂的氧化反应占主导，还原剂易被氧化成NO，会增加NOx的浓度；反应温度过低时还原反应不充分，反应速率慢，反应效率会降低，且会造成还原剂逃逸（NH3 slip），对下游设备产生不利的影响甚至产生新的污染。还原剂氨水和尿素在不同炉温下的脱硝效率见图7。

由图7可看出，相同条件下， 氨水将在相对稍低的脱硝温度下达到比尿素溶液更高的脱硝效率，云南回流喷枪，尿素溶液的脱硝温度范围整体上要比氨水的脱硝温度范围稍偏向高温方向。通常认为使用尿素作为还原剂的SNCR反应温度为960℃[3]，而氨水的反应温度较尿的稍低。由此可见，还原剂喷射位置的确定对SNCR系统十分关键。不恰当的喷射位置会造成残余氨的逃逸增加、还原剂用量增加且达不到所要求的脱硝效率。一般而言，还原剂喷射位置的确定需要通过流场模拟或通过安装温度传感器测试炉内温度分布来确定；流场模拟会模拟炉内温度、气体流动和烟气混合情况，温度传感器可实测出炉内不同高度、不同区域的温度分布情况，以此来确定合适的喷射位置。

SNCR 系统

　　①氨吸收系统：配置一套液氨吸收装置，将液氨吸收并稀释转换为浓度为20 %~25 %的氨水，吸收量为200 kg/h;一套氨水储存装置，压力回流喷枪，将吸收装置制备的氨水进行储存，储罐尺寸为Ф2000×2500 mm;两台氨水输送泵，输送流量为12 m3/h。

　　②稀释系统：对氨水储罐中20 %~25 %浓度的氨水进行进一步的混合稀释。配置一台氨水给料罐，尺寸为：Ф1500×2000 mm;一台去盐水罐，尺寸为：Ф1200×2000 mm;四台氨水泵，三用一备，流量为2 m3/h;四台去盐水泵，三用一备，流量为2 m3/h。

　　③喷射系统：将稀释好的氨水通过压缩空气雾化后喷入炉膛合适位置。配置三套压缩空气系统，包括压缩空气储罐、流量计和压力表等;三套混合装置，将氨水和去盐水在线稀释混合;12套喷嘴，每台锅炉配置4 套，采用日本喷雾公司的双流体雾化喷嘴。

　　④消防系统：在液氨吸收系统的位置安装紧急喷淋消防系统，配置有氨气***检测仪，氨气***时可自动进行喷淋处理。

　　⑤自控系统：自控系统采用分散控制系统(DCS)对SNCR 的工艺过程进行监视报警、过程控制和生产管理。配置控制柜一套;I/O 及继电器(UPS)柜一套;2 个操作员站;NH3 连续监测装置一套，NO3 连续监测装置一套。