SNCR技术应用的一个不利之处在于其有可能产生二次污染，如NH3逃逸，诱发N20和
C等。其中，N20是重要的温室气体，对气候和臭氧层具有破坏作用，被认为是比NO危
更严重的污染物
一、对N2、CO排放产生的影响
还原剂一尿素溶液由于会分解成HNCO，通过HNCO进而生成N0，因此，使用尿素溶
液的SNCR偏向于产生大量的N2O，超过10％的NO会被转化成N2O。但对于氨水脱硝，
MO的体积浓度一般只占被还原的NO，浓度的1％－4％。浙江大学所作的相关试验表明，
A0的排放浓度基本随脱硝效率的增加而增加，说明N20是被还原的NO转化的产物。但
整个试验N20排放浓度不超过7pm，二次污染小。
燃煤电站SNCR系统运行中，如果运行控制不适当，用尿素作还原剂时可能造成较多的
C0排放。这是因为低温尿素溶液遇炉腔内的高温气流，会引起溶冷效应，造成燃烧中断
导致CO排放增加。实验发现，尿素喷入的量越大，烟气中的C0浓度就越高。氨还原NO
的反应本身并不会生成CO，但由于NH3对0、OH等活性根有很强的竞争能力，NH13开始分
解时消耗大量的0、OH活性根，而CO的氧化反应速度慢且依赖于OH等活性根的浓度，
因此喷氨基脱硝会影响CO氧化，造成CO排放升高。有学者的试验表明，在工业应用中，
使用氨为还原剂的SNCR脱硝方法，使CO排放浓度从基础工况下的50ppm上升到80pm
、对燃烧产生的影响
在锅炉过热器前温度高于800℃的炉膛位置喷入低温尿素溶液，必然会影响炽热煤炭的
继续燃烧，引发飞灰、未燃烧炭提高的问题。但具体数量还有待进一步的研究和试验。
三、喷孔下方水冷壁腐蚀
有资料报道，某厂SNCR系统于2007年开始进行试验性运行，运行中降低NO2效果明显
「MO．的排放从350mg／m2（标态）降低到200mg／m3（标态）左右］，氨逃逸率控制在小于
pm的范围内，其他各项指标参数均没有发现异常。但是在试验性运行约4个月以后，发现
SNCR喷口附近水冷壁发生腐蚀问题，引起数次锅炉水冷壁的泄漏，造成被动停炉的紧张局
面，严重影响了安全生产。通过观察，数次水冷壁腐蚀泄漏呈现如下特征：金属表面没有腐蚀
产物，而是呈或大或小的溃场状态，腐蚀管段经常出现不规则的腐蚀坑，有的呈贝売状，有的
第三节尿素的脱硝特性
一、用于SNCR脱硝系统的试剂研究
SNcR 技术首先是从NH与可以还原烟气中的NO，这个发现开始的，时至今日，许多不
究作出了很大的努力，希
同的学者和工程研究人员先后对不同的还原剂还原NO。的特性研
塑找到一种脱和效集好、温度范围合适、经济性好、工程实用性强又无二次污染的N0.还
5年注册了Themal De NO，④专利，用氨来还原含氧烟气中的
Lyon等人最早在197
硝的还原剂，命名为NO,OUT③，后来他还
NO.。Arand等人于1980年注册了尿素作为脱
据完了解装在然料过利的燃统烟气中，大于1030℃下，能脱除NO的专利。近年来，世界各
国都纷纷开展了对尿素SNCR技术还原NO，的研究。
“保察清液和氨水质射应团过程的一个重要别就是解发性不同，另外尿索和要经过分属
举成分。因此，尿素的分解特性是其脱硝特性的
解机理的新发现也有助于改善对NO，OUT过程的模拟。美国
一个重要因素，关于尿素某
德国、法国、韩国、中国
而由地品公司注册了专利的NO，OUT技术，已经在世界各地，像
答器、“业免、“做罗斯等地，总共超过数百台锅护上得到了工业应用。
高，等人对此研究了级、尿素、狐尿酸（异氧酸）等三种不同还原剂的脱确过程，发
现三种品还原剂在不同的氧业气就和温度下还原N0.的特维是不一样的。氮、尿素和似质酸
总体来看,现在研究和应用较多的SNCR还原剂是氨、尿素、氰尿酸(异氰酸)等三
SNCR
工艺系统
种。从氨、尿素、氰尿酸(异氰酸)反应的机理分,NO,选择性非催化还原反应中最重要
的两种活性根是NH2和NCO,因此凡是含有或在反应中能转化这两种活性根的物质都有选
择性还原NO的特性。
Thermal DeNO3技术发明者、SNCR技术的鼻祖Lyon对NH2COoH、NH2SO2NH2、
NH2SO3H、C6HsNH2、NH2OH和NH2Cl等物质进行了高温脱硝试验,发现NH2OH只会产
生更多的NO3;NH2COOH、NH2Cl对脱硝有一些作用,但这些反应不能产生足够的连锁因
子,只能在含CO的气氛中,靠CO氧化作为连锁因子的来源才能使反应持续;C6H3NH2能
在400℃的低温下选择性还原NO2,但反应太过缓慢,很难在实际中应用。
由此看来,氮还原剂与NO2的化学反应是非常复杂的,并不是所有的含氮物质都能有效
地与NO发生还原反应。评定SNCR脱硝还原剂优劣的标准通常有脱硝效率(或氮还原剂的
化学利用率)的高低、有效温度范围(温度窗口)的宽窄、产生的二次污染的程度、氮还
原剂价格的高低和工程应用的实用性。
尿素脱硝特性
图3-3是某学者研究尿素溶液的脱硝效率一温度关系的成果,从图3-3可以看出
700℃下,尿素的脱硝效率比较低,NSR=0.5时脱硝效率不到10%,NSR=1.56时脱硝效
率约为32%;900℃左右时尿素的脱硝效率达到,这个脱硝效率一温度图在线的高峰显
得特别尖且突出,表明脱硝的温度窗口狭窄,除了900℃以外,脱硝效率在更高或更低的温
度下都迅速降低。
图3-4是该学者研究尿素溶液的脱硝效率一氨氮比关系的成果,从图3-4来看,约
900℃下,氨氮比从0.54到2.1,分别能脱除54%~84%的NO2,氨氮比继续提高到3.21
时,脱硝效率还略微下降了0.3。其他温度下,NSR的上升都能提高脱硝效率,在低氨氮比
的情况(NSR<1.5)下尤为突出。约1300℃下,脱硝效率反而随着NSR的上升而下降,这
是因为高温下氧化反应占主导地位,喷入的尿素溶液越多,则氧化成NO2的浓度越高,导致
脱硝效率的降低。
最后,在实际改造过程中,锅炉喷射器共布置49只,分四层布置在炉胜燃烧区域上部
和炉膛出口处。根据前面锅炉炉膛CFD计算结果和热力计算结果前墙和侧墙喷枪分别设计
布置在32、28.5、26、23.5m标高处,后墙喷枪布置在27.95、26、23.5m标高处。锅炉高
负荷运行时,投运上两层喷枪;低负荷运行时,投运下两层喷枪。在SNCR系统投运时
般投运一层或两层喷枪即可,其余停运喷枪由控制系统控制退出炉以避免喷枪受热损坏。
在SNCR项目实施前,该工程采用低NO,燃烧能够将NO2排放控制在350mg/m3以下
当SNCR投入运行时,各个负荷下的NO,排放均能达到200mg/m3以下,同时尾部氨泄漏值
不超过
第六节SNCR工艺系统设计
一、设计的相关规定与要求
(一)设计的一般规定
(1)SNCR工艺适用于脱硝效率要求一般不高于40%的机组。
(2)SNCR工艺宜与其他烟气脱硝工艺联合使用,如低NO2燃烧技术等
(3)脱硝工程的设计应由具备相应资质的单位承担,设计文件应按
完成报批和批准手续,并符合国家有关强制性法规、标准的规定
规定的内容和深度
8
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