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複合脫硝
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SNCR+SCR聯合工藝工作原理

煙氣脫硫脫銷

         聯合SNCR - SCR煙氣脫硝技術不是選擇性催化還原法(以下簡稱SCR)工藝與選擇性非催化還原法(以下簡稱SNCR)工藝的簡單組合,它是結合了SCR技術高效、SNCR技術投資省的特點而發展起來的一種新型工藝。該工藝將SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術與SCR工藝利用逃逸氨進行催化反應結合起來,進一步脫除NOx。混合脫硝工藝以氨水、尿素作為吸收劑,是爐內一種特殊的SNCR工藝與一種簡潔的後端SCR脫硝反應器有效結合,充分發揮了SNCR工藝投資省、SCR工藝脫硝效率高的優勢。


SNCR+SCR聯合工藝的係統組成

         脫硝係統主要由還原劑存儲與製備、輸送、計量分配、噴射係統、煙氣係統、脫硝反應器、電氣控製係統等幾部分組成。

SNCR+SCR聯合工藝流程



  混合SNCR - SCR 工藝具有2 個反應區,還原劑一般以氨水、尿素為主,氨水、尿素被溶解製備成濃度為50%的尿素溶液,經輸送泵送至計量分配模塊,與稀釋水模塊送過來的水混合,尿素溶液被稀釋至10%,或氨水被稀釋至10%;通過計量分配裝置精確分配到每個噴槍,然後經過噴槍噴入第1個反應區——爐膛,在高溫下,還原劑與煙氣中NOx 在沒有催化參與的情況下發生還原反應,實現初步脫氮。過量逃逸的氨隨煙氣進入第2個反應區——爐後的脫硝反應器,在催化劑作用下,氨與氮氧化物發生化學反應,實現進一步的脫硝,同時也將氨逃逸率降到可接受的範圍。混合SNCR - SCR工藝最主要的改進就是省去了SCR工藝設置在煙道裏的複雜的氨噴射格柵(Ammonia Injection Grid,簡稱A IG)係統,並大幅度減少了催化劑的用量。


SNCR+SCR聯合工藝反應過程

         (尿素作為還原劑);

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O 

CO(NH2)2+ H2O—>2NH3+CO2

NO+NO2+2NH3—>2N2+3H2O

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O


         (NH3 作為還原劑);

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

 SNCR+SCR聯合工藝特點

1、脫硝效率高

單一的SNCR工藝脫硝效率低(一般在40%以下) ,而混合SNCR - SCR工藝可獲得與SCR工藝一樣高的脫硝率(80%以上) 。

2、催化劑用量小

SCR工藝由於脫硝催化劑的使用,大大降低了反應溫度並提高了脫硝效率,但是,由於催化劑非常昂貴,一般占整個SCR工藝總投資的1 /3左右,並且由於需要定期更換,運行費用也很高。混合法工藝由於首先采用了SNCR工藝初步脫硝,降低了對催化劑的依賴。與SCR 工藝相比,混合工藝的催化劑用量可以大大減少。混合脫硝工藝中,當SNCR階段脫硝效率為55% ,而要求總脫硝效率為75%時,混合法工藝與SCR工藝相比可節省50%的催化劑;當要求總脫硝效率為65%時, SCR階段催化劑的用量可以節省70%。

3、SCR反應塔體積小,空間適應性強

由於混合法工藝催化劑用量少,通過對鍋爐煙道、擴展煙道、省煤器或空氣預熱器等進行改造來布置SCR反應器,大大縮短了反應器上遊煙道長度。它與單一的SCR工藝相比,不需複雜的鋼結構,節省了投資且不受場地的限製。

4、脫硝係統阻力小

由於混合法工藝的催化劑用量少, SCR反應器體積小,其前部煙道較短,因此,與傳統SCR工藝相比,係統壓降將大大減小,減少了引風機改造的工作量,降低了運行費用。

減少SO2 向SO3 的轉化,降低腐蝕危害

催化劑的使用雖然有助於提高脫硝效率,但也存在增強SO2 向SO3 轉化的副作用,而煙氣中SO3含量的增加,將生成更多的NH4HSO4。 NH4HSO4 的黏結性很強,在煙氣溫度較低時,會堵塞催化劑並對下遊設備造成腐蝕。混合法由於減少了催化劑的用量,將使這一問題得到一定程度的遏製。

5、省去SCR旁路的建造

機組頻繁啟、停且長期低負荷運行或超負荷運行時,都可能由於排煙溫度的不適宜而縮短催化劑的壽命。為此, SCR工藝一般需要設置旁路係統,以避免煙溫過高或過低對催化劑造成的損害。而旁路的設置又增加了初期投資,並對係統控製和場地麵積等也提出了更高的要求。混合SNCR - SCR工藝由於催化劑用量大大減少,因此,可以不再設置旁路係統,從而降低了控製係統的複雜程度和對場地的要求,減少了初期投資,簡化了控製。

6、催化劑的回收處理量減少

脫硝係統目前所用催化劑壽命一般為2~3年。催化劑所用材料中的V2O5 有劇毒,大量廢棄的催化劑會造成二次汙染,必須進行無害化處理。混合法工藝催化劑用量小,可大大減少廢棄催化劑的處理量。

7、簡化還原劑噴射係統

為了獲得高效脫硝反應,要求噴入的氨與煙氣中的NOx有良好的接觸並要求在催化反應器前形成分布均勻的流場、濃度場和溫度場,為此,單一的SCR工藝除必須設置複雜的氨噴射格柵(A IG)及其控製係統外,還往往需要在多處安放摻混設施、加長煙道以保證A IG與催化劑之間有足夠遠的距離等措施,以達到上述要求。而混合工藝的還原劑噴射係統布置在鍋爐爐牆上,與下遊的SCR反應器距離很遠,因此,無需再加裝混合設施,也無需加長煙道,就可以在催化劑反應器入口獲得良好還原劑與NOX的混合及分布。

8、加大了爐膛內還原劑的噴入區間, 提高了SNCR階段的脫硝效率

單純的SNCR 工藝為了滿足對氨逃逸量的限製,要求該工藝還原劑的噴入點必須嚴格選擇在適宜反應的溫度區域內。而在混合SNCR - SCR技術中, SNCR過程中形成的氨泄漏是作為SCR反應的還原劑來設計的,因此,對SNCR階段氨逃逸的問題的考慮可以大大放寬。相對於獨立的SNCR工藝,混合工藝氨噴射係統可布置在適宜的反應溫度區域稍前的位置, 從而延長還原劑的停留時間。在SNCR過程中未完全反應的氨將在位於下遊的SCR反應器被進一步利用。混合工藝的這種安排,有助於提高SNCR階段的脫硝效率。


 主要煙氣脫硝技術的比較

幾種主要煙氣脫硝技術綜合比較情況如表所列。

   表 SCR、SNCR、SNCR/SCR技術綜合比較

 SNCR+SCR聯合技術特點

1、高效低投資:效率一般為60~80%,催化劑用量少;

2、運行可靠:SO2/SO3轉化所引起的腐蝕和阻塞問題小;

3、適應性強:反應器一般可設置在鍋爐尾部煙道內,具有更好的空間適用性;

4、實施靈活性強:可分步實施,分期投資,以滿足不同時段和不同環保要求;

5、施工周期短,不需要改造空預器和更換引風機;模塊化的設備供貨,安裝周期短。



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