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濰坊景坤環保設備有限公司
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1.1SNCR脫硝原理及組成選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝技術是在沒有催化劑的條件下，在850～1050℃的溫度范圍內，把還原劑（氨氣或尿素）噴入水泥爐窯內，還原劑與爐窯中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）發生化學反應，生成氮氣和水，從而減少煙氣中氮氧化物的排放
1.1 SNCR脫硝原理及組成
選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝技術是在沒有催化劑的條件下，在850～1050℃的溫度范圍內，把還原劑（氨氣或尿素）噴入水泥爐窯內，還原劑與爐窯中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）發生化學反應，生成氮氣和水，從而減少煙氣中氮氧化物的排放。
在分解爐的中下部噴入還原劑尿素[CO(NH2)2]或氨水(NH4OH) ,在有部分氧存在的條件下,發生以下反應過程。
4NH3 + 4NO + O2 →4N2 + 6H2O (1)
溫度進一步升高,則可能發生以下的反應:
4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O (2)
當溫度低于800℃時,NH3與NO的反應速度很慢；當溫度高于1100℃時反應式(2)會逐漸起主導作用,當溫度高于1300℃時NH3轉變為NO的趨勢會變得明顯。
1) 尿素供應站
尿素存儲系統、尿素溶液配制系統和尿素溶液儲存系統集中布置, 共同組成尿素供應站。尿素站主要設備包括:干尿素儲倉,計量倉,螺旋輸送機,配液池,尿素溶液儲罐,尿素溶液輸送泵和水加壓泵。
2) 加壓泵及其控制系統
來自罐區的尿素溶液和稀釋水分別通過加壓泵同時輸送至混合系統，從而最終被輸送至噴霧系統。尿素溶液加壓泵及其控制系統主要由兩臺螺桿泵（一用一備）、回流控制系統、壓力檢測系統及相應閥組組成。稀釋水加壓泵及其控制系統所含設備與尿素溶液相同。
3) 混合系統
由于配置的尿素溶液濃度相對較高，主要是為了增加溶液的利用效率，需要兌水稀釋。尿素溶液和稀釋水分別由兩個獨立管路進入混合系統，且兩流體的流量可根據實際所需噴氨量進行任意濃度的調配，最終被同時輸送至靜態混合器內，利用靜態混合器的強湍流擾動特性，將尿素溶液與稀釋水充分混合均勻。整個系統布置在罐區附近，與罐區共用擋棚。
4) 分配和調節系統
由于在分解爐上布置了兩層噴槍，進入兩層噴槍的稀溶液需要通過控制分配和調節系統上的電動調節閥來自動控制稀溶液流量分配。出混合系統的稀溶液通過管路輸送至分配和調節系統，系統布置在預熱器塔架鋼平臺上，與噴霧系統靠近布置。
5) 噴霧系統
噴槍是噴霧系統的核心也是整個SNCR（噴氨）系統的關鍵部件。為提高脫硝反應的效率，噴槍在分解爐上分兩層布置，所有噴槍圍繞分解爐周向對稱均布。整個噴霧系統都有自反饋和自動調節功能，通過在線監測C1級筒出口（或煙囪出口）NOx 排放值，利用反饋系統自動調節和控制尿素噴射量，在保證脫硝效率前提下減少系統運行成本。
6)自動控制系統
自動控制系統采用獨立的可編程序邏輯控制器(PLC), 系統單獨設置 1臺工程師站 (兼操作員站), 預留OPC 通信接口與電廠分散控制系統 (DCS)通信; 系統設有必要的報表、查詢和報警等功能。控制系統根據采集的相關信號, 控制、調節主要設備運行情況和噴槍運行情況, 實現高效脫硝。
2.1 關鍵技術問題
SNCR技術的關鍵是：還原劑噴射在合適的溫度窗口，以及噴入的還原劑與煙氣中NOX的充分混合，從而實現較高的脫硝效率，降低還原劑的耗量和尾部氨的逃逸量。
1）噴嘴位置的確定
確定噴嘴位置主要考慮爐窯內部的氣體溫度,尿素還原 NOx 反應的適宜溫度為 850℃～1050℃。噴嘴的位置選擇是否合適，直接決定了SNCR的脫硝效率的高低。噴嘴位置的選擇是整個SNCR系統最關鍵的地方。
選擇合適的噴嘴位置，主要通過兩種途徑來實現：
CFD流場模擬，來確定噴射點；通過紅外線現場測試爐窯內溫度分布，確定噴射位置。
2）尿素溶液的霧化要求
為了使尿素與NOx 的反應能夠在很短的時間內完成 ,必須對尿素溶液進行良好的霧化。對尿素溶液進行良好的霧化 ,必須選擇噴嘴的結構和噴嘴處的液體、氣體壓力和流量。噴嘴處的液體壓力一般為0.4MPa，噴嘴處的氣體壓力一般為0.3MPa。
3）噴嘴的結構和材質
噴嘴的質量是尿素添加設備的技術關鍵,噴嘴的結構設計應該首先保證使尿素溶液具有良好的霧化效果,其次應考慮噴嘴本身處于高溫部位,應具有良好的耐熱性能,不易燒損。
3. 小結
3.1. 從世界范圍來看，已實施的水泥窯爐脫硝工程，幾乎全部采用SNCR脫硝技術。SNCR脫硝是目前我國水泥行業脫硝的主流技術。
3.2. 采用SNCR 選擇性非催化還原技術，可以減少氮氧化物排放30%~65%。按不同的脫硝成本可實現氮氧化物排放≤100 mg/Nm3（10%氧含量，NO計）的連續控制，滿足不同階段的環保標準的持久性適應需求。氨逃逸≤5ppm。
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