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复合脱硝
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SNCR+SCR联合工艺工作原理

烟气脱硫脱销

         联合SNCR - SCR烟气脱硝技术不是选择性催化还原法(以下简称SCR)工艺与选择性非催化还原法(以下简称SNCR)工艺的简单组合,它是结合了SCR技术高效、SNCR技术投资省的特点而发展起来的一种新型工艺。该工艺将SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术与SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应结合起来,进一步脱除NOx。混合脱硝工艺以氨水、尿素作为吸收剂,是炉内一种特殊的SNCR工艺与一种简洁的后端SCR脱硝反应器有效结合,充分发挥了SNCR工艺投资省、SCR工艺脱硝效率高的优势。


SNCR+SCR联合工艺的系统组成

         脱硝系统主要由还原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统、烟气系统、脱硝反应器、电气控制系统等几部分组成。

SNCR+SCR联合工艺流程



  混合SNCR - SCR 工艺具有2 个反应区,还原剂一般以氨水、尿素为主,氨水、尿素被溶解制备成浓度为50%的尿素溶液,经输送泵送至计量分配模块,与稀释水模块送过来的水混合,尿素溶液被稀释至10%,或氨水被稀释至10%;通过计量分配装置精确分配到每个喷枪,然后经过喷枪喷入第1个反应区——炉膛,在高温下,还原剂与烟气中NOx 在没有催化参与的情况下发生还原反应,实现初步脱氮。过量逃逸的氨随烟气进入第2个反应区——炉后的脱硝反应器,在催化剂作用下,氨与氮氧化物发生化学反应,实现进一步的脱硝,同时也将氨逃逸率降到可接受的范围。混合SNCR - SCR工艺最主要的改进就是省去了SCR工艺设置在烟道里的复杂的氨喷射格栅(Ammonia Injection Grid,简称A IG)系统,并大幅度减少了催化剂的用量。


SNCR+SCR联合工艺反应过程

         (尿素作为还原剂);

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O 

CO(NH2)2+ H2O—>2NH3+CO2

NO+NO2+2NH3—>2N2+3H2O

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O


         (NH3 作为还原剂);

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

 SNCR+SCR联合工艺特点

1、脱硝效率高

单一的SNCR工艺脱硝效率低(一般在40%以下) ,而混合SNCR - SCR工艺可获得与SCR工艺一样高的脱硝率(80%以上) 。

2、催化剂用量小

SCR工艺由于脱硝催化剂的使用,大大降低了反应温度并提高了脱硝效率,但是,由于催化剂非常昂贵,一般占整个SCR工艺总投资的1 /3左右,并且由于需要定期更换,运行费用也很高。混合法工艺由于首先采用了SNCR工艺初步脱硝,降低了对催化剂的依赖。与SCR 工艺相比,混合工艺的催化剂用量可以大大减少。混合脱硝工艺中,当SNCR阶段脱硝效率为55% ,而要求总脱硝效率为75%时,混合法工艺与SCR工艺相比可节省50%的催化剂;当要求总脱硝效率为65%时, SCR阶段催化剂的用量可以节省70%。

3、SCR反应塔体积小,空间适应性强

由于混合法工艺催化剂用量少,通过对锅炉烟道、扩展烟道、省煤器或空气预热器等进行改造来布置SCR反应器,大大缩短了反应器上游烟道长度。它与单一的SCR工艺相比,不需复杂的钢结构,节省了投资且不受场地的限制。

4、脱硝系统阻力小

由于混合法工艺的催化剂用量少, SCR反应器体积小,其前部烟道较短,因此,与传统SCR工艺相比,系统压降将大大减小,减少了引风机改造的工作量,降低了运行费用。

减少SO2 向SO3 的转化,降低腐蚀危害

催化剂的使用虽然有助于提高脱硝效率,但也存在增强SO2 向SO3 转化的副作用,而烟气中SO3含量的增加,将生成更多的NH4HSO4。 NH4HSO4 的黏结性很强,在烟气温度较低时,会堵塞催化剂并对下游设备造成腐蚀。混合法由于减少了催化剂的用量,将使这一问题得到一定程度的遏制。

5、省去SCR旁路的建造

机组频繁启、停且长期低负荷运行或超负荷运行时,都可能由于排烟温度的不适宜而缩短催化剂的寿命。为此, SCR工艺一般需要设置旁路系统,以避免烟温过高或过低对催化剂造成的损害。而旁路的设置又增加了初期投资,并对系统控制和场地面积等也提出了更高的要求。混合SNCR - SCR工艺由于催化剂用量大大减少,因此,可以不再设置旁路系统,从而降低了控制系统的复杂程度和对场地的要求,减少了初期投资,简化了控制。

6、催化剂的回收处理量减少

脱硝系统目前所用催化剂寿命一般为2~3年。催化剂所用材料中的V2O5 有剧毒,大量废弃的催化剂会造成二次污染,必须进行无害化处理。混合法工艺催化剂用量小,可大大减少废弃催化剂的处理量。

7、简化还原剂喷射系统

为了获得高效脱硝反应,要求喷入的氨与烟气中的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、浓度场和温度场,为此,单一的SCR工艺除必须设置复杂的氨喷射格栅(A IG)及其控制系统外,还往往需要在多处安放掺混设施、加长烟道以保证A IG与催化剂之间有足够远的距离等措施,以达到上述要求。而混合工艺的还原剂喷射系统布置在锅炉炉墙上,与下游的SCR反应器距离很远,因此,无需再加装混合设施,也无需加长烟道,就可以在催化剂反应器入口获得良好还原剂与NOX的混合及分布。

8、加大了炉膛内还原剂的喷入区间, 提高了SNCR阶段的脱硝效率

单纯的SNCR 工艺为了满足对氨逃逸量的限制,要求该工艺还原剂的喷入点必须严格选择在适宜反应的温度区域内。而在混合SNCR - SCR技术中, SNCR过程中形成的氨泄漏是作为SCR反应的还原剂来设计的,因此,对SNCR阶段氨逃逸的问题的考虑可以大大放宽。相对于独立的SNCR工艺,混合工艺氨喷射系统可布置在适宜的反应温度区域稍前的位置, 从而延长还原剂的停留时间。在SNCR过程中未完全反应的氨将在位于下游的SCR反应器被进一步利用。混合工艺的这种安排,有助于提高SNCR阶段的脱硝效率。


 主要烟气脱硝技术的比较

几种主要烟气脱硝技术综合比较情况如表所列。

   表 SCR、SNCR、SNCR/SCR技术综合比较

 SNCR+SCR联合技术特点

1、高效低投资:效率一般为60~80%,催化剂用量少;

2、运行可靠:SO2/SO3转化所引起的腐蚀和阻塞问题小;

3、适应性强:反应器一般可设置在锅炉尾部烟道内,具有更好的空间适用性;

4、实施灵活性强:可分步实施,分期投资,以满足不同时段和不同环保要求;

5、施工周期短,不需要改造空预器和更换引风机;模块化的设备供货,安装周期短。



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