SNCR/SCR联合脱硝技术的应用研究

摘　要：SNCR/SCR联合脱硝法集成了SCR技术效率高超以及SNCR技术成本低廉的优势，其采取装配在锅炉炉墙上面的喷射体系先把还原剂喷进炉膛内，还原剂在高温下和烟气里面NOx发生非催化还原反应，完成初步脱硝。然后没有反应完的还原剂进入到反应器进行下一步继续脱硝。SNCR/SCR混合法能够使用前一部分逃逸的还原剂作为后一部分SCR过程的还原剂，所以能够使脱硝效率逐步提升最后能够达到80％以上。本文对混合SNCR/SCR工艺的特点以及应用中的优点作了一些简要归纳总结。

关键词：SNCR　SCR　联合脱硝　应用

混合SNCR/SCR工艺包括2个反应区间，通过安装在锅炉炉墙上的喷射体系，首先把还原剂喷入到第1个反应区域—炉膛，在高温状况下，还原剂和烟气中NO。在没有催化参加的状况下发生还原反应，完成初步脱氮。随之没有反应完的还原剂进入到混合工艺流程的第2个反应区间—SCR反应器，在有催化参与的状况下进一步脱氮。混合SNCR/SCR工艺最关键的改善就是省略了SCR工艺装配在烟道里面的繁琐的氨喷射格栅体系，同时大幅度减少了催化剂的使用剂量。

一、省去SCR旁路的建造

机组频繁启动以及停止并且长时期低负荷运转或者超负荷运转的时候，均可能由于排烟温度的不恰当而缩短催化剂的寿命。所以，SCR工艺通常需要配备旁路体系，以防止烟温过于高或者过于低对催化剂造成的损害。而旁路的装备又扩大了初投资，同时对体系控制以及场地面积等也提出了更加严格的要求。混合SNCR/SCR工艺由于催化剂用量大大减少，所以，能够不再设置旁路体系，所以而减少了控制体系的繁琐程度以及对场地的要求，减少了初期投资，简化了控制。

二、催化剂用量比较小

SCR工艺中使用了脱硝催化剂，尽管大大减少了反应温度以及提高了脱硝效率，但是由于催化剂价格非常昂贵，通常占据整个SCR工艺流程总投资的1/3左右，同时由于颗粒物污染、硫中毒等必须定期更换，运行费用非常高。混合工艺由于其前部SNCR工艺的初步脱硝，减少了对催化剂的依赖。和SCR工艺相比较，混合工艺流程的催化剂使用量明显减少。由于混合工艺的催化剂使用份量比较少，反应器小巧及其前部烟道很短，因此，和传统SCR工艺相比较，体系压降将会大大缩减，所以而减少了引风机改造的工作量，减少了运行费用。

三、简化还原剂喷射体系

为了得到高效脱硝反应，要求喷入的氨和烟气中的NOx有良好的接触并要求在催化反应器前形成分布均匀的流场、浓度场以及温度场，为此，单一的SCR工艺除必须设置繁琐的氨喷射格栅(AIG)及其控制体系外，还往往需要在多处安放掺混设施、加长烟道以保证AIG和催化剂之间有足够远的距离等措施，以实现上面所述的要求。而混合工艺的还原剂喷射体系装配在锅炉炉墙上，和下游的SCR反应器距离比较远，所以，不需要再次加装混合装备，也不需要加长烟道，就能够在催化剂反应器人口得到良好还原剂和NOx的混合及分布。

四、能够方便地使用尿素作为脱硝还原剂

由于液氨在运输以及使用过程中存在非常多的危险因素，更多的SCR开始寻求别的安全的替代还原剂。尿素制氨体系成为SCR工艺一个关键的发展方向，譬如说北京高碑店电厂和石景山电厂均采用尿素热解制氨体系，然而由于该体系需要繁琐以及庞大的尿素热解装置，投资费用比较大。而混合法工艺通过直接将尿素溶液喷人到炉膛，直接利用锅炉内部的高温，把尿素溶液分解成为氨，所以而省去了热解装置，不但方便而且安全。

五、减少腐蚀危害

当煤炭含硫量很高的时候，燃烧后会形成较高浓度的SO2以及SO3，SCR催化剂的利用，尽管有助于提升脱硝效率，不过也存在提高SO2向SO3转化的副作用。烟气中SO3含量增加，使得烟气的酸露点温度增加，SO3和烟气中的水分形成硫酸雾，当温度比较低的时候，硫酸雾凝结成硫酸附着在下游装置上导致腐蚀；与此同时，SO3还会和氨反应形成黏结性非常强的NH4HSO4，在烟气温度比较低的时候，堵塞催化剂、沾污受热面。由于混合工艺缩减了催化剂的使用份量，将使得这一问题在一定程度上得以遏制。

六、减少由于燃煤种类引起的催化剂大量失效的压力

如今大量使用SCR工艺技术的欧洲等诸多国家尽管对燃煤种类的质量进行了严格的管控，不过在脱硝工艺流程的运行期间，也曾经出现由于使用燃燃煤种类类的不恰当导致的催化剂失效的故障，引发了极为严重的经济损失以及不良的社会影响。但是利用SNCR/SCR混合工艺技术，由于脱硝任务被2个区域共同承担并且催化剂使用份量比较少，燃煤种类的不良影响将被限定在某些范围里面。我国一部分煤炭质量极不稳定，特别是燃煤种类的灰分通常比较高的火电厂，利用混合SNCR/SCR工艺技术，对于弱化大量更换催化剂的压力十分有利。

七、提升了SNCR环节的脱硝效率

单一的SNCR工艺技术为了切合对氨逃逸量的控制，要求此工艺还原剂的喷入点要谨慎选择在恰当反应的温度区间里面。但是在混合SNCR/SCR工艺技术中，SNCR过程中出现的氨泄漏是当做SCR反应过程中的还原剂来构设的，所以，对SNCR环节氨逃逸的问题的考虑能够适当放宽比较大的尺度。相对单独的SNCR工艺来说，混合工艺氨喷射体系可配置在恰当的反应温度区间稍微靠前的位置，所以延长了还原剂的停留时间。在SNCR过程中没有完全反应的氨将会在处于下游的SCR反应器中被更深层次利用。混合工艺的这种设置，对于提高SNCR环节的脱硝效率大有裨益。如今，混合工艺的SNCR环节的脱硝效率早就已经能够超过55％。

八、总结

SNCR/SCR联合脱硝体系，通过不一样的结合方式，实现提升SCR催化剂的利用效果，也就是试验目的在于提升SNCR/SCR全局脱硝的效率，而并非单独提升的SNCR或者SCR脱硝效率，SCR过程充分采用SNCR过程中的并未参与反应的逃逸氯气，深层次提升了脱硝的效率。此种SNCR/SCR联合的脱硝工艺技术应用为我国脱硝技术领域开拓了新型的技术模式。

参考文献

[1]陈进生．火电厂烟气脱硝技术-选择性催化还原法[J]. 北京：中国电力出版社，2007.

[2]杨飚．氮氧化物减排技术和烟气脱硝工程[M]．北京：冶金工业出版社，2007.

作者简介：高亮（1979-），男，重庆人，职称：工程师，学历：本科，主要研究方向：环境工程。