第四节烟气脱硝技术

低NOx燃烧技术分析※※传统低氮氧化物排放技术的问题脱硝效率方面（无法达到较高的脱硝率）操作稳定性方面（无法实现稳定的操作）适应性方面（无法适应不同的工程实际情况）※※烟气处理降低NOx排放技术

各种低燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值最主要亦较经济的技术。但一般只降低排放50%左右。据环保法对排放的要求，应低于40%方可，故应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。NOx减排面临的挑战NOx减排过程存在问题：

1、燃烧不稳定

2、结焦与腐蚀严重

3、燃烬程度差，未燃烬炭与CO高

4、炉内传热分配改变，影响汽温、壁温

5、烟气脱硝系统存在堵塞、腐蚀、催化剂中毒、以及影响后续设备运行等传统低氮氧化物排放技术

一般使用低氮氧化物燃烧器＋火上风燃烬技术。其脱硝率一般低于50％。燃料再燃技术—利用燃料再燃，可以有效控制NOx的排放。但可操作性上存在一定的问题（脱硝稳定性和可操作性）。其它传统措施（湿法吸收），都存在着一定问题。第四节烟气脱硝技术一、脱硝工艺可以分为湿法和干法两大类。

1）湿法，是指反应剂为液态的工艺技术。包括臭氧氧化吸收法和ClO2气相氧化吸收法，然后用水或碱性溶液吸收脱硝。

2）干法，是指反应剂为气态的工艺技术。包括氨催化还原法和非催化还原法。无论是干法还是湿法，依据脱硝反应的化学机理，又可以分为还原法、分解法、吸附法、等离子体活化法和生化法等。二、气相氧化液相吸收法包括三类：

1）电子束照射法；

2）选择性催化还原、非选择性催化还原和炽热炭还原法

3）低温常压等离子体分解法。2.选择性非催化还原法（SNCR）

实质为向炉膛喷射某种物质，可在一定温度条件下还原已生成的NO，以降低的排放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法。1、喷水法\：

但NO氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸钾，不现实。2、喷二次燃料：

即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择NO反应，它还会与氧气反应，使烟气温度上升。3、喷氨法（尿素等氨基还原剂）选择性非催化脱硝法(SNCR)炉墙上多层氨喷口位置示意图喷入氨/尿素燃烧器烟气1050oC-950oC4．炉膛喷射脱硝实质为向炉膛喷射某种物质，可在一定温度条件下还原已生成的一氧化氮，以降低的排放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法。4.1喷水法反应为：但一氧化氮氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸钾，不现实。4.2喷二次燃料：即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择NO反应，它还会与氧气反应，使烟气温度上升。4.3喷氨法（尿素等氨基还原剂）由于氨只和烟气中反应，而一般不和氧反应，这种方法亦称选择性非催化剂吸收（SNCR）法。但不用催化剂，氨还原NO仅在950－1050这一狭窄范围内进行，故喷氨点应选择在炉膛上部对应位置。采用炉膛喷射脱硝，喷射点必须在950－1050℃之间。喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。

若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨（粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。SNCR工艺原理SNCR一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应生成N2和水。该技术以炉膛为反应器。SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～60%，受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低NOx燃烧技术的补充处理手段。采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。在850～1100℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：过程化学NH3为还原剂：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O尿素为还原剂：

(NH2)2CO→2NH2+CONH2+NO→N2+H2O2CO+2NO→N2+2CO2当温度更高时，NH3则会被氧化为NO，即：

4NH3+5O2→4NO+6H2O

实验证明，低于900℃时，NH3的反应不完全，会造成所谓的“氨穿透”；而温度过高，NH3氧化低于NO的量增加，导致NOx排放浓度增大。SNCR技术特点SNCR不需要使用催化剂，设备投资少，不会出现催化剂堵塞设备等问题。但存在以下不足，如反应中生成的(NH4)2SO4和NH4HSO4会腐蚀和堵塞设备；烟气中增加了NH3的排放量，NH3的利用效率低；反应过程中形成的N2O排放到大气中会导致二次污染；NOx脱除效率较低。因此，SNCR未能得到广泛的工业应用。总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。选择性催化还原法（SCR)

选择性催化还原（SCR）是通过还原剂（如NH3）在适当温度并有催化剂存在的条件下，将烟气中的NO还原为无害的N2和H2O的一种脱硝方法。与SNCR不同，这种工艺称为选择性，是因为烟气中的NH3优先与烟气中的NO反应，而不是被烟气中的O2氧化。烟气中的O2存在能够促进反应，是反应系统中不可缺少的部分。SCR技术中的化学反应原理NH3

4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2 3N2+6H2ONO+NO2+2NH3 3N2+3H2OCatalyst160–590℃Catalyst160-590℃Catalyst160-590℃SCR技术综合评价SCR系统的引入会使发电效率约降低0.9%，单位发电量CO2排放增加了1.68%环境指标上NOx排放减少约99%。SCR法采用不同的配置的催化剂寿命和成本不同，带来的附加成本也会有所不同。SCR法可以控制90%的NOx排放。在目前所有可行燃煤电站脱硝技术中，SCR法是唯一可以使NOx排放低于50mg/Nm3的技术。对烟裤气脱尽硝SC逗R法应慨用研困究重勿点不断炎改善SC董R反应粘器的您反应纹条件桌，严测格控村制NH3的浓战度，管减少您泄漏后，以千避免阳二次虹污染持。完善SC她R催化乌剂的如性能缝。由馅于许详多SC买R催化膨剂本构身都帽有毒灾性，亏同时子制造滨成本碗较高唐，阻诊碍了仰大规偏模的恒工业绍应用抄。因罚此应球不断企提高SC另R催化繁剂的恢效率穴及扩勾大其娘工作钻温度鼠范围绒，以坦降低券成本织及延更长使补用寿温命。寻找徐可以挎在中轧低温皮工况宾下具乱有高SC港R活性鹅的催民化剂遍。SC肥R烟气姨脱硝除技术杏应用搅前景常规杨的氮配氧化元物控候制方这法的锻优点南是成垒本低灯，改间造简墨便，横但问梳题在笛于其乒无法门达到坊严格盈的氮牢氧化盟物排鸣放标桌准。而当扁前能观够达席到严筐格氮干氧化很物排捉放标础准而蹄可行渔的技示术还闷是SC胞R方法的。SC栏R技术枯的成挪本考队虑。雷目前桌国内惨商业SC渡R催化露剂已漫能批柳量生摊产，接具备吸大规芒模应家用的远条件良。随郑着GB祖13提22乏3-有20腔11的颁答布，藏其未彩来应浪用前系景将循十分捧广阔司。SC烤R与SN炼CR的比太较项目SNCRNH3-SCR基本原理氨气与NO在高温下反应生成N2氨气选择性催化脱除NO工作温度区间800~1100℃200~500℃NOx脱除效率30~60%70~90%NH3/NOx摩尔比0.8～2.50.4～1.0氨泄漏（ppm）5～20<3初始投资费用低高（是SNCR的两倍）氨气的消耗高低硫化浴物,脾硝化刚物和设粉尘爱联合灯控制闭工艺近年既来,役美国津巴布艺科克棋.威丧尔科宏克斯冈(B&小W)公司旱开发娘了一从种SN馒RB技术着.其古特点锈是使图用一否种高比温