论SNCR脱硝技术的缺陷与解决措施

环保网讯:本文探讨了SNCR脱硝技术氨逃逸的主要影响因素，并通过精准的温度选取及精细的自动控制将氨逃逸水平降至最低，从而解决了SNCR脱硝技术腐蚀设备的缺陷并降低了运行成本等。

1前言

自2013年9月份国务院颁布的“大气十条”以来，各省、市政府持续发力推动空气质量向好的方向前行。作为地处佛山的陶瓷行业而言，经历了最为严格的2014年度陶瓷行业废气综合整治任务和近年持续不断的各级环保督查，环保时刻保持高压态势。

2017年，佛山陶瓷行业氮氧化物污染物限额标准由180mg/m3降至100mg/m3，为能达标，陶瓷企业大多引入了选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝技术。SNCR烟气脱硝技术是成熟的经济的烟气脱硝技术，具有投资少、运行费用低、周期短等优点，但存在氨逃逸二次污染及腐蚀设备等缺陷。因此，本文通过分析SNCR脱硝技术氨逃逸产生具体原因，并提出切实可行的措施加以控制，以减少氨逃逸二次污染、降低运行成本及避免设备的腐蚀。

2SNCR脱硝技术氨逃逸产生原因分析

SNCR法是把含有NHX基的还原剂，喷入炉膛温度为850~1100℃区域，该还原剂迅速热分解为NH3，并与NOX进行SNCR反应生成N2和H2O。目前主要采用氨或尿素作为还原剂，其化学反应如下：

该法脱硝效率在30～80%不等，脱硝效率的低下将会直接影响氨逃逸的产生，且由于氨具有腐蚀性，过多的氨逃逸会腐蚀设备，因此，必须实时保证脱硝效率在高点。经研究发现，脱硝效率或氨逃逸主要与喷入点的烟气温度、自动控制水平有关。因此，通过CFD模拟，发现温度对氨逃逸的影响如下图：

上述模拟表明：当温度小于900℃时，氨逃逸随着温度的降低迅速增大;当温度大于900℃后，氨逃逸则迅速减少，并随着温度的增大逐步趋于最低水平。

当然，若氨喷入量与烟气工况条件未能实时匹配，比如，氨氮摩尔比增大或喷射不均等均会造成氨逃逸的增加。此类影响均可归为自动控制水平不够，未能根据实际工况条件进行匹配氨喷入量等。

因此，下面将重点从喷入点的精确选取和精细化自动控制两大方面阐述如何有效控制氨逃逸。

3控制措施一：喷入点的精确选取

理论上SNCR烟气脱硝技术的反应温度窗为850～1100℃，无论喷入点的烟气温度低于还是高于反应温度窗，均会造成脱硝效率低下、氨逃逸的迅速增加及腐蚀设备。为进一步获取最佳的喷入点温度，采用CFD模拟温度对脱硝效率的影响，其关系曲线图2所示：

为进一步验证上述模拟结果，以陶瓷行业原料制粉工序一座5000型喷雾塔热风炉为例，热风炉燃料为水煤浆，在热风炉中轴线上从水煤浆喷枪处往上依次在1.5m、3.3m、4.8m处取喷入点，并在喷入点处各安装一支尿素溶液喷枪，伸入塔内距离一致。脱硝测试结果如下表1。

从实验结果来看，SNCR脱硝存在最佳的反应温度窗，结合模拟结果，可得出最佳的反应温度窗应该在950～1030℃。考虑到脱硝剂采用尿素溶液，喷入的尿素溶液首先得吸取部分热量进行分解成NH3，因此，最佳的喷入点烟气温度应该适当调高些，在970～1030℃之间最为合理。

实际选择喷入点位置时，应结合设备工况，因当生产产品结构发生较大变动时，应重新选择喷入点。如熔块窑，生产不同产品所需的温度差异较大(1350～1600℃不等)，造成熔块窑蓄热室中的烟气温度波动较大。因此，建议在安装点安装温度监控，当监控温度离开最佳的反应温度窗，应结合实际情况考虑是否在不同位置加装喷氨喷头与温度监控，以便根据实际生产情况进行切换喷氨喷头系统。

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