選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝技術

氮氧化物（NOX）的生成機理

煤燃燒產生的NOX的生成途徑主要有3類：

◇ 熱力型 ：燃燒用空氣中的氮氣與氧氣在高溫下氧化而生成。

◇ 快速型 ：燃料中的碳氫化合物在燃料濃度較高的區域燃燒時所產生的烴與空氣中的氮氣發生反應，形成的CN和HCN等化合物繼續被氧化而生成。

◇ 燃料型 ：燃料中氮的化合物在燃燒過程中熱分解，進一步被氧化而生成。

氮氧化物（NOX）污染控制技術

根據NOX生成機理，采取的控制措施分為2大類：

◇ 采用低氮燃燒技術：抑制燃燒過程中NOX的生成。

例如：低氮燃燒器、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒。

◇ 煙氣脫硝法：對生成的NOX進行處理。

例如：選擇性催化還原（SCR）、選擇性非催化還原（SNCR） 、SCR/SNCR混合法。

選擇性催化還原法（SCR）

選擇性催化還原法（Selective Catalytic Reduction，簡稱SCR）在一定的反應溫度條件下，使煙氣中的 NOX和還原劑NH3在催化劑作用下發生還原反應，生成產物為無毒無污染的N2和H2O。

反應器的布置方式（高溫高塵布置）

SCR脫硝主要技術指標 

脫硝效率 ≥80% 

氨逃逸率 ≤3 ppm

SO2/SO3轉換率 ≤1%

系統阻力 ≤1000 Pa（3層）

催化劑壽命 ≥16000 / 24000 h

清灰設備的選擇

聲波清灰器	耙式蒸汽清灰器

 

SCR系統組成

 

尿素熱解技術在SCR脫硝工程中的應用

工藝操作簡潔可靠，基本不需人力和維護，不需備用設備。

◇ 尿素系統不需防火和安全間距，占地面積小。

◇ 低量油耗或無油耗，運行費用低。

◇ 負荷變化的跟隨能力強，響應時間短至5～30秒。

◇ 停止加氨后，系統中無氨的駐留，無氨泄漏的困擾。

◇ 無高壓設備、無腐蝕、無氨爆炸濃度之慮。

◇ 完全沒有安全隱患。

尿素熱解工藝流程

熱量來源（315～540℃熱風）

選擇性非催化還原法(SNCR)

SNCR基本原理 

選擇性非催化還原法（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱SNCR）是在不需要催化劑的情況下，將氨基還原劑（尿素/氨水）噴入溫度為850℃~1250℃的煙氣中，還原劑有選擇性地與煙氣中的氮氧化物（NOX）發生化學反應，使NOX還原生成氮氣（N2）和水（H2O）的方法。

主要的化學反應：

以氨水為還原劑：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

以尿素為還原劑：CO (NH2)2 + 2NO + 1/2O2 = 2N2 + CO2 + 2H2O

NCR示意圖

SNCR脫硝工藝是以爐膛、分離器為反應器進行煙氣脫硝反應。

還原劑通過安裝在CFB鍋爐分離器入口或屏式過熱器區域的噴嘴噴入爐膛，還原劑與煙氣混合發生化學反應。

SNCR工藝流程圖

尿素溶液制備與存儲系統

顆粒尿素溶解罐

高流量循環模塊(HFD)+背壓控制閥(PCV)

HFD用于輸送一定壓力及流量的還原劑溶液，并與還原劑溶液儲罐形成循環回路。

PCV用于調節循環回路所需的穩定流量和壓力。 

設備：過濾器、2臺多級離心泵、在線電加熱器、壓力控制閥以及用于遠程控制和監測循環系統的壓力、溫度、流量以及濃度等的儀表。

高流量循環模塊

稀釋計量模塊(DW-DM)

MDM能夠精確測量并獨立控制輸送到每個噴射器的還原劑溶液。

設備：過濾器，溫度、壓力、流量監測儀表，控制閥門等。

分配模塊(MDM) 

MDM能夠精確測量并獨立控制輸送到每個噴射器的還原劑溶液。

設備：過濾器，溫度、壓力、流量監測儀表，控制閥門等。

噴射系統

前墻短噴射槍	兩側墻長噴射槍

 

DCS / PLC控制系統	SNCR控制系統

 

SNCR技術特點

◆ 優點：

◇ 不使用催化劑、不增加系統阻力、不受煤種影響

◇ 系統簡單、投資少、占地面積小、施工時間短

◇ 操作方便、運行費用低

◇ 無高壓設備、無腐蝕、完全沒有安全隱患

關鍵技術

1、計算機模擬技術。

包括計算機模擬流體動力技術（CFD）和化學動力模型技術（CKM）。

利用CFD 軟件模擬鍋爐內煙氣流場和溫度場。

利用CKM 模型計算還原劑與NOX的反應速度。

根據計算結果，確定在不同鍋爐負荷和不同煤種條件下爐膛內****溫度區域，確定更佳的噴射器布置方案。

2、具有高霧化性能的噴射器。

噴射器使用壓縮空氣作為霧化介質，將脫硝劑霧滴導入煙氣流中。

該噴射器產生的液滴尺寸小、分布均勻、滲透力強，保證了脫硝劑能夠與煙氣中NOX的充分接觸，從而獲得較高的脫硝效率和較低的氨逃逸率。

3、伸縮式多噴嘴管式噴射器

多噴嘴管式噴射器能夠使脫硝劑直接均勻地噴射在煙氣流中，進一步提高了脫硝效率、降低氨逃逸率。

4、先進的監視手段及專門的工藝控制技術

溫度監測系統是一個能夠連續測量光學溫度計，溫度計通過感應飛灰粒子所發出可見光來測量爐膛內煙氣溫度，確定脫硝劑的更佳噴射區域。

針對SNCR工藝開發的專門的控制系統可以保證SNCR技術有較好的負荷跟隨能力，保證SNCR 系統在運行過程中保持更佳工況。