NOx是大氣污染物，與碳氫化合物在強光下引起光化學污染，排放到大氣中的NOx是酸雨的主要原因，嚴重危害生態(tài)環(huán)境。目前國內(nèi)70%左右的NOx都是由煤炭燃燒產(chǎn)生的，因此作為主要燃煤設(shè)備的電站和工業(yè)鍋爐成為今后控制NOx排放的焦點。

隨著環(huán)境管理壓力的增加和當今世界環(huán)境排放法規(guī)越來越嚴格，中國氮氧化物的排放管理也越來越嚴格，煙氣排放管理技術(shù)迅速發(fā)展，其研究與脫硫同等重要。

目前工程應(yīng)用技術(shù)中，NOx控制效果最明顯的是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。經(jīng)驗表明，即使不采用其他附加的NOx控制技術(shù)，循環(huán)流化床鍋爐也能滿足許多NOx現(xiàn)行排放標準。然而，隨著人們對環(huán)境保護要求的不斷提高，有必要選擇在燃燒室或煙NOx還原劑進行煙霧脫硝。

關(guān)于火力發(fā)電廠煙氣NOx污染控制，目前有兩種商業(yè)化煙氣脫硝技術(shù)擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原法（SNCR）。循環(huán)流化床鍋爐分離器區(qū)域采用SNCR脫硝技術(shù)，實現(xiàn)燃煤鍋爐超低NOx排放，燃燒效率高，符合嚴格法規(guī)排放要求，市場前景相當大。

SNCR脫硝工藝原理和特點

SNCR脫硝工藝是將氨、尿素稀溶液等還原劑噴入爐膛溫度為850-1100℃的區(qū)域，還原劑迅速熱分解NH3，與煙中的NOx作出反應(yīng)，生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐進行改造實現(xiàn)。氨作為還原劑的主要反應(yīng)式為

尿素作為還原劑的主要化學反應(yīng)為

SNCR脫硝技術(shù)特征

與其他NOx脫硝技術(shù)相比，SNCR脫硝技術(shù)具有運行成本低的占地面積小，現(xiàn)有鍋爐脫硝技術(shù)的改造效率低時，SNCR脫硝技術(shù)經(jīng)濟高的脫硝技術(shù)不使用催化劑，因此空預(yù)器的堵塞和壓力損失等其他煙霧脫硝技術(shù)適合老電廠改造，是一種經(jīng)濟實用的脫硝技術(shù)，適合我國國情。

循環(huán)流化床鍋爐選擇SNCR脫硝技術(shù)的可行性

循環(huán)流化床鍋爐因其環(huán)保、節(jié)能和良好的燃油適應(yīng)性而被廣泛應(yīng)用。隨著環(huán)境保護要求的提高，采用循環(huán)流化床鍋爐與SNCR技術(shù)基本符合當前嚴格的NOx排放標準要求。

SCR脫硝系統(tǒng)可以獲得90%的NOx脫硝率，但SCR技術(shù)因其昂貴的催化劑和壽命問題投資過大(約40美元/kW-60美元/kW)，限制了廣泛的應(yīng)用。相對便宜的SNCR技術(shù)(約5美元/kW-10美元/kW)最大NOx去除率可達70%-80%。從滿足環(huán)境保護排放標準和投資的角度來看，SNCR作為經(jīng)濟實用的脫硝技術(shù)廣泛普及和應(yīng)用。

循環(huán)流化床鍋爐具有非常有效的還原劑噴入點和混合反應(yīng)器-旋風分離器。分離器內(nèi)的排煙干擾強烈，有利于噴射的還原劑和排煙之間迅速均勻混合，分離器內(nèi)的排氣流動路徑長，還原劑在反應(yīng)區(qū)獲得長停留時間的SNCR反應(yīng)溫度窗口和爐膛排煙出口溫度范圍一致，NH3氧化反應(yīng)問題

這些優(yōu)點使循環(huán)流化床鍋爐的SNCR系統(tǒng)達到50%以上甚至70%的實際脫硝效率。根據(jù)燃料不同，循環(huán)流化床鍋爐采用SNCR技術(shù)，一般NOx排放控制在50-150ppm，氨排放控制在5-15ppm。

SNCR脫硝系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐可使用三種SNCR脫硝系統(tǒng)：無水氨系統(tǒng)、尿素系統(tǒng)和水溶氨系統(tǒng)。每個系統(tǒng)都需要儲存、運輸、噴射和清掃設(shè)備。

純氨系統(tǒng)

純氨系統(tǒng)含有儲氨罐，用于儲存液氨，氨罐車將液氨運輸?shù)焦�廠內(nèi)，通過遠程操作的卸載管道遠程操作卸載氨，氨罐和氨蒸發(fā)器構(gòu)成循環(huán)回路，加熱液氨蒸發(fā)后返回氨罐，維持上部氨蒸汽的量。氨蒸汽從罐頂部抽出，經(jīng)調(diào)壓后送往鍋爐脫硝。

為了保證噴射的氨具有足夠的穿透力，需要使用特殊的氨噴槍，確保足夠的氨氣動量。根據(jù)煙囪配置的連續(xù)檢測裝置測量的排出數(shù)據(jù)，控制從氨罐中抽出的氨蒸汽量。氨蒸氣噴入分離器前，用空氣稀釋為濃度不足15%的混合物(一般為10%)。

空氣和氨的混合在氨稀釋罐內(nèi)完成，氨和空氣的流量由流量計測量監(jiān)視，通過適當?shù)目刂崎y實現(xiàn)正確的控制。純氨系統(tǒng)脫硝效率最高，氨的逃脫量最低。

由于存在爆炸隱患，純氨系統(tǒng)安全性最差，純氨系統(tǒng)投資高于氨水系統(tǒng)。

尿素系統(tǒng)

如果尿素是溶液，尿素運輸、儲存、運輸都不需要特殊的安全防護措施，只需用普通的聚丙烯編織袋內(nèi)襯塑料薄膜包裝運輸即可。

為了防止尿素固體結(jié)晶的分析，儲藏罐需要電加熱，使50%濃度的尿素溶液保持在16℃以上，設(shè)計循環(huán)回路，保證儲藏罐內(nèi)尿素和水的良好混合，防止斷流，噴入分離器和爐膛前混入水稀釋，使尿素系統(tǒng)中的溶液脫硝反映所需的濃度

各噴射組裝有多個噴射器，各噴射組設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥和流量計量設(shè)備，用于計量和控制本組噴入爐膛的尿素流量。如果尿素是固態(tài)的，需要一個尿素溶液制備系統(tǒng)，將固態(tài)尿素和除鹽水混合在溶液罐內(nèi)，為了保證尿素溶液供應(yīng)的連續(xù)性，通常配備兩個溶液罐，尿素在第一個罐內(nèi)溶解后，注入第二個罐進行中間貯存和緩沖，最后通過泵抽送往鍋爐煙道。

尿素系統(tǒng)氨的逃脫量最高，但其脫硝效率低，尿素系統(tǒng)安全性最高，因此在安全性要求高的情況下，可優(yōu)先采用噴射尿素的脫硝系統(tǒng)。

水溶氨系統(tǒng)

噴射氨水的SNCR脫硝系統(tǒng)由氨水卸載、貯藏、計量、分配、氨泵等構(gòu)成。將水溶氨儲存在儲罐中并保持常溫常壓，用泵將其從儲罐送到噴嘴處噴入循環(huán)流化床分離器內(nèi)即可使用，在噴嘴處用壓縮空氣來霧化水溶氨，用控制閥組來調(diào)節(jié)噴嘴的流量，當不需要噴水溶氨時用空氣對系統(tǒng)進行吹掃。氨水溶液運輸和處理方便，無需額外加熱設(shè)備或蒸發(fā)設(shè)備，工程成本低。