SNCR+SCR聯合脫硝技術在循環流化床鍋爐超低排放改造中的運用

張 浩

（唐山中潤煤化工有限公司，河北 唐山 063018）

近年來，環境污染問題一直是人們所關注的熱點，在國家關于生態文明建設、生態城市建設理念的推行下，各行各業都開始注重生產技術和生產排放的節能減排研究，尤其一些化工產業、火電發電廠都積極進行設備的升級改造，并不斷進行新的節能減排技術實踐。而火力發電廠在進行電力能源生產作業是依靠將煤炭等燃料的燃燒熱能轉化為機械能，再將機械能轉化為電能，這一過程中煤炭等燃料的燃燒會產生大量的煙塵氣體，其中含有一些污染物質，如果不經過處理會對大氣環境帶來很大的污染，隨著國家節能減排理念的提出，發電企業針對如何進行超低排放進行了研究，并采取了多種技術方法用以進行設備的改造，以期能夠達到國家規定的超低排放標準，SNCR和SCR脫硝技術就是其中應用較為廣泛的脫硝技術。

1 關于SNCR+SCR聯合脫硝技術

1.1 SNCR脫硝技術

按照當前所采用的SNCR脫硝技術來講，其概念主要是指在不添加催化劑的作用情況下，在適合脫硝反應的溫度窗口范圍內加入還原劑，利用還原劑作用促使煙氣當中的氮氧化物發生還原反應，使其還原成為無污染無害的氮氣和水。當前很多火力發電廠當中采用的是以爐內尿素作為還原劑來進行NOx的還原，但要注意的是，還原劑只會與煙氣中所含有的NOx發生反應，通常不會與氧進行反應，同時其技術中并不會使用催化劑，因此，通常將此種方法稱為選擇性非催化還原技術方法，其英文縮寫即為SNCR脫硝技術[1]。也正是由于這一技術不需要使用催化劑，所其必須要在高溫區加入還原劑，將還原劑噴入在溫度高達850℃到1100℃的區域，此時NH3會與煙氣中的NOx發生反應并產生N2和H20，也就是氮氣和水。通常SNCR在980℃左右有著最佳的脫硝效果，為確保脫硝效果，其反應的同時需要注意降低氨泄漏和水的生成，需要將氨氮摩爾比保持在1-15之間的范圍內較為適宜。

1.2 SCR脫硝技術

關于SCR脫硝技術其原理可以解釋為在300℃-410℃的高溫條件下，在催化劑的作用下添加還原劑NH3將NO還原為無害的N2氣體，幾乎不會發生NH3的氧化反應，極大的提高了N2的選擇性，降低了對NH3的消耗。

1.3 SNCR+SCR聯合脫硝技術

SNCR+SCR聯合脫硝技術主要是融合了SNCR脫硝技術的低成本優勢和SCR脫硝技術的高效率作用，能夠利用SCNR反應中逃逸的氨氣，實現降低排放的效果。目前所采用的SNCR+SCR聯合脫硝技術正在實際的應用中，首先將還原劑從旋風分離器出入口的水平煙道噴入，并使其在高溫區域實現還原劑與煙氣中的氮氧化物發生還原反應，這一過程為初步脫硝，而未反應完全的還原劑在進入設置在上下級省煤器之間的SCR反應器當中，并在催化劑的作用下實現進一步的氮氧化物脫除反應[2]。從這一點上說，雖然SNCR脫硝技術的脫除效率相對較低，但是可以通過延長還原劑在其系統中停留時間來實現煙氣的混合，促使脫硝效率的提升，幾乎可以達到超過60%的效果。SNCR+SCR脫硝技術的效率能夠達到87%，這也使得SNCR+SCR聯合脫硝技術成為循環流化床脫硝改造成為當前具有較高脫硝水平的設備改造方案。

2 SNCR+SCR聯合脫硝技術發展和應用現狀

由于循環流化床自身的NOx的排放濃度較低，很多電力企業脫硝都選擇使用SNCR技術，但是對于SNCR+SCR聯合脫硝技術的運用數量不實很多，但環保技術水平的日益提升和研究以及應用，原有的SNCR脫硝技術已經逐漸無法跟上煙氣排放處理量，其已經不再能夠滿足NOx的超低排放標準，而單獨選用SCR脫硝技術也無法實現超低排放標準的達成，而且SCR脫硝技術成本較高，運行費用較大，同時由于其體積較大，占用爐后空間但使用SNCR+SCR脫硝技術則不同，其能夠發揮出SNCR和SCR的優勢，同時也較為適合循環流化床機組的脫硝改造。

3 SNCR+SCR聯合脫硝技術在循環流化床鍋爐超低排放改造中的運用方案

3.1 循環流化床鍋爐超低排放改造中SNCR改造運用

以當前某發電廠為例，其所使用的是循環流化床鍋爐，為使其排放達到超低排放標準，需要進行SNCR+SCR聯合脫硝技術改造，其所采用的還原劑為5%的尿素溶液。其尿素的存儲和溶液制備設備為2臺鍋爐設計，其每一臺鍋爐都配備了尿素溶液稀釋和噴射系統，這一系統主要采用的是SNCR原設備，僅將原有但已不適用的流量較低的尿素溶液供給泵設備和管路進行了更換處理，同時增設了多個噴槍，如此就能夠符合SNCR脫硝技術的效率標準設定。

3.2 循環流化床鍋爐超低排放改造中SCR改造運用

在某發電廠的循環流化床鍋爐超低排放改造當中，對于SCR脫硝技術設備的改造主要是針對其原有的一級、三級省煤器進行了升級更換，將其原有的二級省煤器進行了剔除。兩個已改造完畢的省煤器中進行SCR脫硝器的加裝，并將一級、三級省煤器為適應空間上的調整和為確保對SCR脫硝設備的檢修空間改造成了H型的鰭狀片管，增設的鰭狀片管能夠有效的擴展受熱面積，使其增強了受熱面管的傳熱面積和傳熱效率，促使當前煙道內有效空間增強受熱面積的效果。另外這種特殊的結構形式能夠優化這一區域的煙氣流場，還能夠起到吹灰作用和防磨功能。

4 改造后效果總結

通過SNCR+SCR聯合脫硝技術在循環硫化床鍋爐的超低排放改造，使得鍋爐負荷明顯減輕，且排放測試效果表現出NOx的排放濃度僅為15mg/m3，除塵效果也高達88%，整體效果良好。

5 結束語

通過SNCR+SCR聯合脫硝技術在循環流化床鍋爐超低排放改造中的應用，充分發揮出了SNCR脫硝技術與SCR脫硝技術的優勢部分，既有效解決了循環流化床超低排放項目改造中空間的利用率問題，同時也降低了成本支出，而且脫硝系統阻力也降低且運行成本得到節省，重要的是其排放濃度得到了有效的降低。遠遠低于國家超低排放標準的相關規定數據。