SNCR脱硝技术内部资料

SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司办公地址:福建省永安市五洲商务宾馆8楼网址:负责人:陈绪祥13859187519电话：[phone]传真:[phone]邮箱：[e-mail]邮政编码:366000全国免费服务热线：4000—177—880SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-1-一、SNCR脱硝技术1.选择性非催化还原SNCR脱硝技术简介SNCR是在没有催化剂作用下，向850～l100℃高温区域中喷入还原剂，还原剂迅速热解成NH3与烟气中NO反应生成N2。通过对氨气和NO及空气中的O2的化学反应的不同化学反应活化能来选择合理的温度窗范围，可抑制对NH3与氧气反应，从而提高了还原剂的利用效率。SNCR的还原剂一般为液氨、氨水或尿素等。SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：①接收和储存还原剂，固态或者液态的还原剂运输到厂进行接收及储存；②还原剂的稀释处理，具有较高浓度的还原剂的计量输出、与水比例混合稀释泵送到雾化控制系统；③还原剂的雾化喷射，在窑炉选择合适位置注入稀释后的还原剂，通过调整合理的雾化控制要求及雾化点的设置，实现还原剂在高温脱硝区域的快速高效混合均化；④脱硝系统的工艺控制，通过对关键节点的烟气成分的检测，合理优化窑炉系统的操作，调整雾化液体及压缩空气的流量压力比，为还原剂与烟气混合进行快速高效的脱硝反应，调整脱硝区域的温度，控制燃料燃烧反应的进程，保证脱硝反应的优化条件。2.选择性非催化还原技术的反应机理SNCR的反应机理是及其复杂的，目前尚没有完全了解清楚，但大多数学者认为可以用右图描述的反应历程来说明NHi基团的反应。NHi基团只对NO起作用，在不同的反应条件下，各反应具有不同的反应速率，因此体现在整体上表现为温度对脱硝效率的明显影响。目前通常认SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-2-为在900℃附近，脱除效果最显著，在工业应用上，采用850～1100℃均可以获得较理想的处置效果。由于和采用分级燃烧技术相比，采用SNCR技术具有较高的运行成本，因此在目前已有的预分解窑系统通常采用分级燃烧和SNCR相结合的方法以获得较好的效益。目前在水泥行业，在SNCR技术应用的过程中，通常采用氨水、尿素、氨基氰、无机铵盐等作为还原剂。依据运行的经验，影响SNCR处置效果的主要工艺参数为：反应区域的温度、反应区域的气氛条件、还原剂的品种、用量等等。采用我司SNCR技术可以确实可靠的达到100mg/Nm3(NO2.10%O2)的水平。3.选择性非催化还原的工艺技术以劲强环保SNCR的工艺流程为例，说明采用氨水（尿素）作为还原剂的SNCR系统流程。氨水（尿素）运输到厂后卸入储存系统，经调质后，通过泵送送入雾化控制系统，按照雾化控制要求比例调节雾化分散介质，通过各雾化喷枪的压力、流量的调配保证还原剂在于预分解系统的良好分散。雾化控制系统依据检测系统的烟气信号，按照设定的控制程序进行雾化喷射工况的优化选择。在喷射位置选择及喷枪的布置方式上，首先要满足脱硝反应的温度床的要求，同时也必须兼顾预分解系统燃料燃烧的影响以及氮氧化物还原区域内流场分布对雾化分散效果的直接作用，通过优化喷枪的空间布置关系，并保证喷入还原剂在高温条件的足够的反应时间，提升脱硝的反应进行程度，实现脱硝成本的经济化配置。4.影响选择性非催化还原脱硝效率的主要因素采用SNCR脱硝技术，关键在合理控制SNCR系统的有效性和经济性，如何提高系统的脱硝效率是经济性的优先保障，通常，影响选择性非催化还原脱硝效率的主要因素如下：SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-3-1）选择合理的温度窗及适用的脱硝剂。SNCR作为附加烟气处置装置，不应该对窑炉系统的热工制度产生冲击，窑炉热工制度直接决定了可用的脱硝温度窗范围。SNCR技术由于不使用催化剂，要达到NO和NH基团反应所需的活化能，需要合适的温度窗口。当温度低于800℃时，NH3的反应速率下降，NO还原率较低，同时氨的逃逸量增加；但当温度高于1200℃时，NH3的氧化反应开始起主导作用，NH3氧化生成NO，也会导致脱硝效率的降低。2)合适的温度范围内可以停留的时间。采用SNCR脱硝，通过汽化或热解形成NH3以后，NH3与NO的高温反应需要合理的时间，时间过短，反应不充分，氨基的利用效率下降。时间过长，部分NH氧化反应比例开始增加，NO会增加。3)反应剂和烟气混合的程度。在SNCR工艺中，NH3与NO充分混合才能达到较高的NO去除率。如果混合不均匀，则会造成局部的NO浓度低，过量的氨会与氧气发生反应，氨的利用率降低，从而NO去除率降低。氨与烟气的混合必须迅速，否则喷入炉内的氨就会被氧化，生成NO或N2。4)喷入的脱硝剂与系统本底NO形成量之间的化学摩尔比例，通常表示为NH3/NO的形式，简称NSR。理论上NH3与NO反应的物质的量比为1，即NSR=I，实际上由于扩散原因，只有NSR1时，才能取得较好的脱硝效率。而运行成本在很大程度上取决于还原剂的消耗量，所以选取合适的NSR值需要同时考虑经济性和脱硝效率。在减排指标较高如500mg/Nm3(10%O2)，脱硝剂的使用量总是遵循经济性的原则，通过合理的匹配脱硝反应的比例，实现系统的经济运行。5)气氛的影响。CO会使SNCR反应的“温度窗”向低温移动，但是并不能提高最大SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-4-的NO还原效率，导致脱硝还原剂使用量的微增，并延长SNCR反应的进程，增加还原剂氧化的比例，从而对系统运行的经济性产生冲击。6)氨基还原剂的类型和喷射状态。不同的氨基还原剂进入高温区域后，形成SNCR作用的主要是氨气，但氨气与烟气的混入方式直接受到氨还原剂的类型和喷射状态的制约。采用氨基化合物作为还原剂，必须合理的匹配雾化粒度的平均性、雾化液滴在烟气中的寿命、喷射空间布点要求等。5.脱硝工艺选择综合上述分析，降低烧成温度的方法，可以通过调整配料、加矿化剂、窑头喷水等方法降低窑内的最高温度以减少热力型NOx的形成，但从熟料和水泥性能等方面考虑这类措施并非普遍适用。低NOx燃烧器目前在国内已经有广泛应用，但其效果受窑工况影响较大，一般NOx的排放量不能达到预期效果或效果不明显。SCR法具有脱氮效率高的优势，在电厂锅炉脱氮被广泛应用。但由于SCR操作温度窗口和含尘量的特殊要求，在国内外水泥生产线上极少使用，主要原因为：（1）出C1的烟气通常用于余热发电，出余热发电系统的烟气温度无法满足SCR的温度要求；（2）窑尾框架周边基本上没有布置SCR催化剂框架的空间；（3）出C1的烟气中高浓度粉尘及其有害元素易造成催化剂破损和失效；（4）一次性投资大；烟气通过催化剂的阻力增大了窑系统的阻力；（5）催化剂每三年需要更换，运行成本高。SNCR法在欧洲水泥工业已应用20多年，效果较好。劲强环保根据水泥厂的原、燃料条件、设备情况和排放要求不同，可以选择不同的NOx控制技术或者NOx控制技术相结合的方法。SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-5-依据窑系统产量、排放浓度等系统参数，通过控制系统协调流量、压力等等操作指标实现氮氧化物排放的减排。系统按功能区划分可分为下列组成：①氨水存储系统及调配系统作为还原剂的氨水，被溶解制备成特定浓度的还原剂溶液，溶液喷入预分解系统前，经过精确计量分配至每个喷枪，然后经喷枪喷入预分解系统，进行脱硝反应。还原剂运送到现场后，进入储罐内进行储备。还原剂储罐的容积足够储存脱硝系统运行数天内所需要的还原剂的量。②氨基还原剂传输系统氨水溶液或尿素制备还原剂输送泵采用离心泵。输送泵设有备用，对于输送供给系统，输送泵考虑备用。为避免杂物对泵机及喷嘴的损坏，还原剂储罐到输送泵入口设有滤网。③还原剂溶液喷射系统还原剂溶液喷射系统的设计应能适应水泥窑系统的安全运行，并能适应水泥窑系统的负荷变化和水泥窑系统启停的要求。并应尽量考虑利用现有窑尾系统进行安装和维修。还原剂溶液喷射系统布置在窑尾塔架，还原剂溶液在通过喷嘴喷出时被充分雾化后以一定的角度喷入炉膛传输系统控制要求控制室信号喷射系统氨水储存系统预分解窑控制信号SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-6-内。④报警系统氨气浓度报警：在氨水储存罐区配有氨气浓度检测报警，当氨气浓度超过设定值后自动报警。降温喷淋报警：在氨水储存罐区配有降温喷淋报警，当罐体温度超过设定值后自动报警并启动喷淋降温。氨逃逸率报警：在窑尾烟囱出口处装有氨逃逸率报警，当氨逃逸率超过8ppm（国家控制值）后自动报警。⑤氨水循环系统该系统方便储存罐维护，节省运行成本。⑥闭路监控系统该系统方便中控操作人员实时观察脱硝现场现象。⑦自动伸缩装置该装置保护喷枪，延长喷枪使用寿命。提供一套完整的还原剂溶液喷射系统，保证还原剂溶液和烟气混合均匀，喷射系统设置流量调节，能根据烟气不同的工况进行调节。喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性和抗振性。2）SNCR系统的主机设备表例：5000t/d熟料生产线SNCR主要设备与设施序号设备型号规格单位数量备注（设备的厂家及质保）一还原剂存储稀释系统1卸氨：25m3/h,扬程：24m台2进口格兰富产品一用一备（质保两年）2氨水储存罐（配置：进套2*30丹阳同泰、劲强环保（ss304SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-7-出口入孔）：30m3材质不锈钢，壁厚≥5mm,）3磁翻板液位计只2衡水旭丰4其他组件批1二还原剂输送系统1球阀只若干中核苏阀（材质ss304）2电磁流量计只1ABB、E+H3压力变送器只1ABB4Y型过滤器只2无锡伊诺特5多级离心泵：3.0m3/h，扬程140m台2格兰富（丹麦）一用一备（质保两年）6储气罐3m3台1上海奉贤7复合式洗眼器台1上海宇焕8其他组件批1三喷射系统1喷射组件柜套1劲强环保2双流体喷枪（SS310）套8斯普瑞（美国）（质保24个月）3自动伸缩装置套84氨水、压缩空气软管套8衡水格瑞德四电器系统1低压总配电柜台1劲强环保2变频器台1ABB公司3其电器元件批1施耐德（法国）五控制系统1PLC控制柜台1劲强环保（西门子）SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-8-2中控系统戴尔六在线检测控制系统1HP500N套1业主自有七油漆1平台套12管道套13爬梯套1八主要安装材料1工艺水管道m按需2还原剂管道m按需3压缩空气管道m按需4平台及支架按需5动力电缆m按需国内知名品牌6通信电缆m按需国内知名品牌7桥梁m按需国内知名品牌九其他1展板、宣传牌等套1劲强环保2照明、保温材料等套1十钢结构厂房M280劲强环保十一土建劲强环保十二电视监视控制装置套3十三氨气泄露报警仪台1万安迪十四氨逃逸在线监测装置套1加拿大优胜十五喷淋系统水循环系统套1十六氨水循环系统套1SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-9-工艺流程图SNCR脱硝技术内部资料福建劲强环保工程有限公司-10-二、环境影响、环境效益、经济效益与社会效益2.1环境影响2.1.1废水正常生产情况下不产生新的废水污染。在氨水溶液调配过程中，若浓度不符合要求，可根据情况加水或氨水进行调整，无须外排，直接喷入水泥窑系统中。氨水储罐采用一用一备，已经考虑检修要求。2.1.2废气SNCR系统运行时，窑尾烟囱存在氨气的逃逸可能。若氨逃逸量大于国家环保要求8mg/m3时产生二次污染，福建劲强环保工程有限公司及有关检测部门在河南天瑞集团汝州水泥有限公司等应用现场检测，氨逃逸浓度在满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)要求（实际排放浓度约相当于国家标准的1%）。2.1.3固废本技术选用工业氨水，喷入分解炉后分解为NH3、CO2等，故无固体废弃物产生。2.1.4噪声本系统主要噪声源为泵电机运转的噪音，且小于85dB(A)。噪声不会对周边环境构成危害。2.2环境效益生产线加装脱硝系统后，氮氧化物NOx排放量大为降低，脱硝前后烟气污染物的排放量比较列于表。SNCR脱硝技