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傳統脫硝技術反應原理

2020-03-13 | 來源:未知

SCR是指在催化劑的作用下,還原劑(液氨等)選擇性地與煙氣中NOx的反應生成N2和H2O,從而去除煙氣中的NOx。SNCR是指在沒有催化劑的作用下,爐膛中噴入氨基還原劑,還原劑迅速熱解成NH3(氨氣)與煙氣中NOx反應生成N2,爐膛中會有一定量氧氣存在,噴入的還原劑會選擇性地與NOx反應,還原劑一般采用液氨、氨水或尿素。
在工業生產當中扮演著舉足輕重的角色,鍋爐廢氣中的硫氧化物SOX和煙塵是污染大氣環境的主要有害成分,SNCR脫硝技術能夠對SOX、NOX和煙塵等有害物質的排放進行有效控制。
 
1、概述
 
SNCR系統是一種“選擇性非催化還原脫氮”工藝系統,可有效降低煙氣中的氮氧化物含量。通過向焚燒爐內800℃到1,000℃之間的煙氣區域,噴射一定濃度的尿素溶液,在高溫下尿素與氮氧化物反應生成N2、H2O等無害物質,從而減少氮氧化物的排放量。
 
(1)選擇性非催化還原法
 
SNCR是在高溫焚燒爐或煙道內噴射還原劑尿素溶液,有選擇地與氮氧化物進行反應生成氮氣與水的方法。一般情況在低溫條件下不反應,脫氮率高的溫度范圍是850~1050℃。SNCR的方法的特點是不需要催化劑、設備也簡單。但是如果過量噴射,由于選擇反應率低,使得還原劑氨氣直接進入煙囪,則產生紫煙。所以SNCR控制系統必須有效控制噴射當量,一般情況噴射量為1~1.6當量能得到35%-60%的脫氮率。
 
(2)SNCR使用尿素
 
尿素既沒有臭味、也不是有毒物,使用安全方便,而且反應時間比較短。尿素脫硝的最合適的溫度是850~1050℃,在焚燒爐中SNCR的一般噴射溫度在900℃左右的范圍。
 
(3)尿素的脫硝機理
 
本次設計選擇99%純度粒狀尿素作為NOX的還原劑,按設定的比例溶于水,溶解成40%尿素溶液,加水,稀釋后,噴入焚燒爐內后,與NO的反應機理如下:
 
還原劑:40%尿素溶液 (NH2)2CO
 
反應式(NOx與NH3的還原反應)
 
(NH2)2CO+H2O→2NH3+2CO2;
 
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O;
 
該工藝是以尿素作為還原劑,將其噴入焚燒爐內,在有O2存在的條件下,溫度在850-1050℃之間,與NOx進行選擇性反應,使NOX還原為N2和H2O,達到脫除NOX的目的。
 
2、SNCR系統設計
 
該工藝是以尿素作為還原劑,將其噴入焚燒爐內,在有O2存在的條件下,溫度在850—1050℃之間,與NOx進行選擇性反應,使NOx還原為N2和H2O,達到脫除NOx的目的。用此系統,NOx的排放濃度可控制在200mg/Nm3以下。
 
SNCR系統包括40%的尿素溶液制備、輸送、儲存裝置和噴射裝置。
 
本系統是用來降低煙氣中NOx 含量,使其在規定的限值之內。通過壓縮空氣將尿素溶液溶液(最大濃度:5%)噴射到焚燒爐的二次燃燒室,來降低NOx的濃度。SNCR系統利用NH3和煙氣中的NOx發生非催化還原反應,產生氮氣和水,達到降低NOx排放濃度的目的。
 
為了提高脫NOx 的效率并實現NH3 的泄漏最小化,應滿足以下條件:
 
① 在尿素溶液噴入的位置沒有火焰;
 
② 在反應區域維持合適的溫度范圍(800--1000℃);
 
③ 在反應區域達到30-60%(可調)脫硝效果的停留時間(0.8秒,900℃)。
 
3、系統構成
 
SNCR系統包括安裝在SNCR室內的尿素制備、輸送、存儲系統和尿素噴射系統,此外還有電氣設備、儀表、保溫材料、管道、閥門、電纜等。
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