SNCR-SCR煙氣脫硝技術及其應用分析

文_張概興 福建龍凈環保股份有限公司

1 SNCR-SCR 煙氣脫硝技術優勢

1.1 脫硝效率

SNCR-SCR煙氣脫硝技術，在鍋爐內，SNCR技術產生反應后，可以提供氨逃逸，同時滿足噴射點要求，和單層SCR 催化劑產生反應，可以避免空預器堵塞，減少煙氣排放量。使用少量催化劑、小型催化反應器，通過現代設備，無需在引風機上配置設備。SNCR-SCR 煙氣脫硝技術組合，可以結合SNCR技術、SCR技術優勢，且SNCR技術體積小、成本低廉，可以簡化設備操作。SCR技術便于操作，可以提升應用效率。在應用SCR技術時，可以應用氨氣作為還原劑，參與到化學反應中，有效規避氨氣逃逸，還可以減少不良污染影響，全面提升技術參與度，使資源消耗降低。

1.2 空間適應性

在SNCR-SCR煙氣脫硝技術反應作用下，可以應用的催化劑比較少，尤其是與SCR技術催化劑相比，不僅可以減少催化劑使用量，還可以提升脫氮效率。聯合SNCR技術、SCR技術，實現聯合脫硝處理。

前段化學反應如下：

后段化學反應如下：

在標準化學反應中，減少反應器、鋼結構使用量，確保內部機制平衡度，加強空間適應性。

1.3 運行費用

聯合SNCR技術、SCR技術，可以減少催化劑使用量，科學控制成本造價。當催化劑使用量減少時，能夠簡化設備結構，不采用復雜結構反應設備，所以可以降低引風機費用成本。

1.4 環保性能

在SCR反應過程中，科學控制催化劑使用量。盡管可以加速化學反應，確保化合物充分反應，然而技術局限性比較大。在催化劑加速反應下，不同化合物的反應速度比較快，尤其是氮氧化物、氨氣相互反應。二氧化硫也會產生化學反應，同時生成硫酸氫銨。該化學生成物，會腐蝕影響儀器設施，導致催化劑堵塞，增加廢棄物，極易產生二次污染。

綜上分析可知，SCR技術、SNCR技術聯合 SCR技術的工藝存在明顯差異，三種技術工藝比較如表1所示。

表1 SCR技術、SNCR技術聯合SCR技術工藝比較

2 SNCR-SCR 煙氣脫硝技術方案設計

某企業開展鍋爐脫硝技術項目建設，鍋爐規格為75t/h。原始氮氧化物排放濃度為350mg/Nm3。為了滿足氮氧化物排放要求，分析脫硝經濟性問題，合理應用SNCR-SCR 技術工藝。在脫硝處理后，氮氧化物排放濃度小于50mg/Nm3，排放達標。現對該項目進行詳細化討論與研究。

2.1 總體方案設計

燃煤鍋爐產生氮氧化物，多是由一氧化氮、二氧化氮、水組成。一氧化氮含量大于90%，二氧化氮含量為8%，水含量占比2%。1臺蒸汽鍋爐規格為 10t/h，出口位置氮氧化物濃度為450mg/Nm3，應用SNCR+SCR聯合脫硝技術，可以確保鍋爐氮氧化物排放量小于50mg/Nm2。在脫硝系統設計中，合理應用模塊方式，比如氨水制作存儲模塊、噴射模塊、計量分配模塊、在線稀釋模塊、反應模塊、SCR反應模塊。項目建設中，應用氨水溶液（30%），將其存儲至氨水溶液中。然后，在線將稀釋處理濃度為5%的溶液，噴射到煙道內。

2.2 氨水溶液制備模塊

第一，氨水溶液儲罐：氨水溶液通過氨水溶液給料泵（2臺），進入到氨水溶液儲罐內。設置氨水溶液儲罐（1個），罐容積滿足3d用量需求，儲罐容積為10m3。罐材質為304鋼，儲罐結構為立式平底結構，裝設溫度計、液位計、濃度計等裝置，同時設置通風孔、梯子、人孔等。露天放置儲罐時，在四周架設隔離防護欄，通過保溫、蒸汽伴熱方式，可以使儲罐內氨水溶液結晶溫度為18℃。綜合分析現場其他變量，例如溫度變化、雪載荷、風載荷、地震帶等。 第二，溶液給料泵：氨水溶液給料泵，應用多級離心泵（2臺）。系統設置電磁流量計、壓力變送器設備。

2.3 在線稀釋模塊

鍋爐負荷、爐膛出口氮氧化物濃度變化時，進入爐膛內的氨水容量也會變化，相應改變噴射器內進入流量。當噴射器流量變化比較大時，對霧化噴射效果影響明顯，還會影響氮殘余、脫硝效率等。優化設計在線稀釋模塊，在運行工況下，可以確保變化反應時，噴嘴內液體流量不變。當氨水溶液濃度為30%時，稀釋水利用靜態混合器，可以稀釋到標準比例，從而噴射到爐膛內。第一，氨水溶液輸送泵：氨水溶液輸送泵，應用多級離心泵（2臺），其中1臺為脫硝使用。第二，稀釋水輸送泵：稀釋水輸送泵，應用多級離心泵（2臺），其中1臺為脫硝使用。

2.4 計量與分配模塊

每臺鍋爐上配置計量分配模塊，涉及到壓縮空氣計量分配、氨水溶液計量分配等。通過在線稀釋模塊，可以輸送低濃度氨水溶液，使其進入至鍋爐前氨水溶液計量分配中。在計量分配模塊中，安裝壓力變送器、電磁流量計、電動閥。利用流量計讀數，對調節閥開度進行控制，從而確保鍋爐氨水溶液流量控制效果。計量處理之后，通過模塊合理分配氨水溶液，將母管劃分為6路，通向6支噴槍。在每一個氨水溶液管上，安裝壓力表、調節閥，對噴槍氨水溶液流量進行調整。氨水溶液噴射至爐膛內，多采用霧化噴射法。在計算分配模塊中，將電動閥設置在鍋爐上，對需求量予以調控。廠區壓縮空氣，經過除油、除水、調壓處理后，可以劃分為6支路，向爐前噴槍。

2.5 噴射模塊

通過不同計量分配模塊，可以輸送氨水溶液，將其置入到鍋爐前噴槍中。噴槍霧化處理后，可以進入到爐膛、煙道內。霧化噴槍多為雙流體噴槍，組成包括槍體與噴嘴。槍體包括內管與外管，內管多為溶液通道，外管多為壓縮空氣通道。在外管內，壓縮空氣為螺旋前進方式，在噴嘴出口位置，可以呈現出渦流裝噴出，充分混合溶液。對壓縮空氣用量、氨水溶液使用量比例進行調節，能夠實現霧化效果。

2.6 霧化氣體選用

霧化介質作用，可以促進氨水溶液、爐內煙氣充分混合，以此確保脫硝效果，全面提升氨水溶液利用率，還可以減少尾部氨氣殘留量。霧化介質，可以加快還原劑噴射速度，加大噴射動力，無需將氨水溶液霧化為小液滴，而是不同比例液滴。在噴入口爐壁附近低溫區，小液滴會產生揮發反應。大液滴能夠深入爐膛內，從而產生析出反應。霧化介質作用，可以加強液滴噴射動力。噴射速度，噴射物體質量，對噴射動力影響較大，適當加大霧化介質使用量，加強噴射動力，提升裝置運行經濟效益。

3 SNCR-SCR 煙氣脫硝技術應用實踐

以A垃圾焚燒電廠為主，介紹分析煙氣脫硝技術應用。該電廠垃圾日處理量為800t，設計應用垃圾焚燒爐規格為（2×400t/d），焚燒爐為機械爐方式。科學計算氮氧化物排放量，額定煙氣量為每小時71328m3，氮氧化物含量為380mg/Nm3，明顯超出標準濃度限定值。合理選擇催化劑、還原劑，在工程建設中，催化劑選用V205-TiO2。活性成分以V205為主，且脫氮效率比較高。對于還原劑，多使用尿素物質，為顆粒狀化肥，操作工藝簡單。尿素指標：鐵小于0.001%，總氮含量大于 45.2%，硫酸鹽含量小于0.02%，縮二脲小于1%，水不溶物小于 0.04%，水分小于0.6%；粒度為0.85～2.75mm。在設計脫氮系統時，優化設計系統流程、空氣預熱器，深入分析環境效益。

4 SNCR-SCR 煙氣脫硝技術的應用前景

隨著節能減排理念的提出，國家高度重視氮氧化物排量管控。針對火電廠煙氣污染管控，以SNCR、SCR技術為主。隨著環境保護標準持續提升，單一SNCR脫硝工藝，不能滿足環境保護需求，所以需要應用SCR技術。通過實踐應用可知，SNCR、SCR聯合技術，不僅可以起到顯著脫硝效果，還可以降低運行成本，安全性與高效性較強，值得推廣應用。

5 結語

綜上所述，聯合使用SNCR、SCR煙氣脫硝技術，有助于提升煙氣脫硝效率。加強空間適應能力，降低處理成本。在環保、節能理念下，重點防治氮氧化物，提升脫硝處理效果。因此，SNCR、SCR煙氣脫硝技術，脫硝持續時間長，值得推廣應用。