SNCR(选择性非催化还原)技术和SCR(选择性催化还原)技术
一、选择性非催化还原简介
选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下简写为SNCR)技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。SNCR方法主要使用含氮的药剂在温度区域870~1,200°C 喷入含NO的燃烧产物中,发生还原反应,脱除NO,生成氮气和水。由于在一定温度范围,有氧气的情况下,氮剂对NOx的还原,在所有其他的化学反应中占主导,表现出选择性,因此称之为选择性非催化还原。
在SNCR技术设计和应用中,影响脱硝效果的主要因素包括:
1. 温度范围
2. 合适的温度范围内可以停留的时间
3. 反应剂和烟气混合的程度
4. 未控制的NOx浓度水平
5. 喷入的反应剂与未控制的NOx的摩尔比-NSR
6. 气氛(氧量、一氧化碳浓度)的影响
7. 氮剂类型和状态
8. 添加剂的作用
二、选择性非催化还原应用
SNCR技术的工业应用是在20世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气电厂开始的,在欧盟国家从80年代末一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。美国的SNCR技术应用是在90年代初开始的,目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在2GW以上。SNCR相对低NOx燃烧器和SCR的初投资低,停工安装期短,原理简单,硬件工艺成熟,对新锅炉和旧锅炉均适用。SNCR在实验室内的试验中可以达到90%以上的NO脱除率。SNCR应用在大型锅炉上,选择短期示范期间能达到75%的脱硝效率,典型的长期现场应用能达到30%~50%的NOx脱除率。在大型的锅炉上运行,通常由于混合的限制,脱硝率小于40%。
三、浙江大学热能工程研究所SNCR技术
浙江大学热能工程研究所经过多年的SNCR技术的自主研究和技术开发,将机理试验、理论研究、计算模拟和大型试验相结合,己掌握了SNCR技术的核心和关键。通过在内径50mm高1m试验台上进行SNCR小型机理试验,获得了还原剂种类、还原剂用量(即氨氮比)、温度条件、NO初始浓度、停留时间等等关键参数对SNCR技术性能如脱硝率、NO排放、尾部氨残余等的作用影响规律和宝贵试验数据。在此基础上,结合化学反应机理、理论分析、CHEMKIN和 CFD计算模拟,进行更深入的机理研究,得到了SNCR反应时间、反应历程等方面的规律。并结合机理试验数据,全面掌握选择性非催化还原技术的作用机理和规律。在2.1MW大型燃烧试验炉进行SNCR试验,取得了50%~80%的脱硝率,达到了国内领先水平。
浙江大学热能工程研究通过自主研发,形成了自己的SNCR技术,并参与了100MW和600MW锅炉SNCR技术的投标工作,在与用户交流过程中,获得了一致好评和称赞。我们能够根据不同对象锅炉特征,进行SNCR系统的优化设计和性能预测,包括还原剂准备系统、还原剂输送系统、还原剂喷射系统和控制系统等等。
在SNCR技术研究开发过程中,我们理论与试验结合、机理与模拟结合、小型试验与大型试验结合,并与GE-EER、FUELTECH等公司和国外研究机构进行交流合作,走在国内同行的前列。同时依托本所技术特长,结合其他NOx控制技术,研究开发高级再燃技术、低NOx燃烧器与SNCR整合技术、SNCR 与臭氧联合脱除技术等SNCR新型技术。
SNCR技术是成熟的经济的烟气脱硝技术。它与SCR技术相比,具有投资少、运行费用低、周期短的优点。如能结合低NOx燃烧技术联合使用,运行费用则更低。对于我国目前环保对NOx排放的要求,SNCR技术无疑是很好的选择。
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