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沃德精準（北京）科貿有限公司
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1SNCR脫硝原理 選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃~1100℃的區域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產物，隨后NH3與煙氣中的NOx進行SNCR反應而生成N2
選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃~1 100℃的區域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產物，隨后NH3與煙氣中的NOx進行SNCR反應而生成N2。
SNCR還原NO的反應對于溫度條件非常敏感，爐膛上噴入點的選擇，也就是所謂的溫度窗口的選擇，是SNCR還原NO效率高低的關鍵。一般認為理想的溫度范圍為700℃~1 100℃,并隨反應器類型的變化而有所不同。當反應溫度低于溫度窗口時，由于停留時間的限制，往往使化學反應進行的程度較低反應不夠，從而造成NO的還原率較低，同時未參與反應的NH3增加也會造成氨氣泄漏。而當反應溫度高于溫度窗口時，NH3的氧化反應開始起主作用，從而，NH3的作用成為氧化并生成NO，而不是還原NO為N2。總之，SNCR還原NO的過程是上述兩類反應相互競爭、共同作用的結果。如何選取合適的溫度條件同時兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術成功應用的關鍵。
2 SNCR脫硝的優點
選擇性非催化還原技術(SNCR)具有以下優點：
(1)系統簡單：不需要改變現有鍋爐的設備設置，而只需在現有的燃煤鍋爐的基礎上增加氨或尿素儲槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統結構比較簡單；
(2)系統投資小：相對于SCR的大約40美元kW-1 ~60美元kW-1的昂貴造價，由于系統簡單以及運行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價的尿素或液氨，所以SNCR大約5美元?kW-1 ~10美元kW-1的造價顯然更適合我國國情；
(3) 阻力小：對鍋爐的正常運行影響較小；
(4) 系統占地面積小：需要的較小的氨或尿素儲槽，可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地預算。
3 SNCR系統及其影響因素
如圖1，典型的SNCR系統由還原劑儲槽、多層還原劑噴入裝置以及相應的控制系統組成。它的工藝簡單，操作便捷。SNCR工藝可以方便地在現有裝置上進行改裝。因為它不需要催化劑床層，而僅僅需要對還原劑的儲存設備和噴射系統加以安裝，因而初始投資相對于SCR工藝來說要低得多，操作費用與SCR工藝相當。一般情況下SNCR可達到60%至70%的NOx還原率，足以滿足有關環保要求。
SNCR還原NO的化學反應效率取決于煙氣溫度，高溫下停留時間，含氨化合物即還原劑注入的類型和數量、混合效率以及NOx的含量等等。
3.1 溫度對SNCR的還原反應的影響
溫度對SNCR的還原反應的影響。當溫度高于1 000℃時，NOx的脫除率由于氨氣的熱分解而降低；溫度低于1 000℃以下時，NH3的反應速率下降，還原反應進行得不充分，NOx脫除率下降，同時氨氣的逸出量可能也在增加。由于爐內的溫度分布受到負荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負荷的變化而變動。根據鍋爐特性和運行經驗，的溫度窗口通常出現在折焰角附近的屏式過、再熱器處及水平煙道的末級過、再熱器所在的區域。
3.2 還原劑在溫度窗口的停留時間
還原劑在溫度窗口的停留時間越長，則脫除NOx的效果越好。NH3的停留時間超過1 s則可以出現NOx脫除率。尿素和氨水需要0.3 s~0.4 s的停留時間以達到有效的脫除NOx的效果。
3.3 SNCR工藝所用的還原劑類型
SNCR工藝所用的兩種最基本的還原劑是無水泊液氨和尿素。為了獲得理想的NOx脫除效率，還原劑的用量必須比化學計量的要多。大多數過量的還原劑分解為氮氣和CO2，但是，也有微量的氨和CO會殘留在尾氣中，造成氨的泄漏問題。其中氨的泄漏量一般小于2.5×10-5，比較好的情況下可以小于10-5。在用尿素作還原劑的情況下，其N2O的生成幾率要比用氨作還原劑大得多，這是因為尿素可分解為HNCO，而HNCO又可進一步分解生成為NCO，而NCO可與NO進行反應生成氧化二氮：
在以尿素為還原劑的操作系統中，可能會有高至10%的NOx轉變為N2O，不過這可以通過比較精確的操作條件控制而達到削減N2O生成的目的。另外，如果操作條件未能控制到優化的狀態，亦可排放出大量的CO。
為了提高SNCR對NOx的還原效率，降低氨的泄漏量，必須在設計階段重點考慮以下幾個關鍵的工藝參數：燃料類型、鍋爐負荷、爐膛結構、受熱面布置、過量空氣量、NOx濃度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO濃度等。
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