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影響SNCR脫硝效率的因素
作者： 來(lái)源： http://m.zyszqc.com/gsxw/n3797.html 發(fā)布時(shí)間：2025-10-30
影響SNCR 工藝最重要的3 個(gè)因素 : 還原劑與煙氣的混合 、反應(yīng)溫度和停留時(shí)間。
1，溫度范圍
NOx的還原反應(yīng)發(fā)生在一特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，由于SNCR未使用催化劑故需要較高的溫度來(lái)保證還原反應(yīng)的進(jìn)行（SNCR的反應(yīng)溫度區(qū)間850℃～1150℃）。反應(yīng)溫度對(duì)SNCR 反應(yīng)中NOx 的脫除率有重要影響。如果溫度太低，這會(huì)導(dǎo)致NH3反應(yīng)不完全，形成所謂的“氨穿透”，增大NH3 逸出的量形成二次污染；隨著溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快，氨水的蒸發(fā)與擴(kuò)散過(guò)程得到加強(qiáng)，對(duì)于SNCR而言，當(dāng)溫度上升到800℃以上時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率明顯加快，在900℃ 左右時(shí)， NO 的消減率達(dá)到最大；然而隨著溫度的繼續(xù)升高，超過(guò)1200℃后，NH3 與O2的氧化反應(yīng)會(huì)加劇，生成N2、N2O 或者NO，增大煙氣中的NOx濃度，脫硝率反而下降。
2，反應(yīng)劑和煙氣混合的程度還原劑與煙氣的混合程度決定了反應(yīng)的進(jìn)程和速度，還原劑和煙氣在分解爐內(nèi)是邊混合邊反應(yīng)，混合的效果直接決定了脫銷效率的高低。SNCR脫硝效率低的主要原因之一就是混合問(wèn)題，例如，局部的NOx濃度過(guò)高，不能被還原劑還原，導(dǎo)致脫硝效率低；局部的NOx濃度過(guò)低，還原劑未全部發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致還原劑利用率低還，增加氨逃逸。因此，還原劑與煙氣的混合程度的充分與否，直接影響脫硝成果。
目前, SNCR 工藝在工業(yè)上應(yīng)用時(shí), 還原劑的噴入方式多采用爐壁開孔側(cè)噴, 由于工業(yè)鍋爐橫截面積較大, 還原氣體很難深入到爐膛內(nèi)部。
在現(xiàn)有分解爐，鍋爐基礎(chǔ)上，合理布置噴槍位置，調(diào)整不同位置處的還原劑噴入量及霧化效果來(lái)提高混合成度，提高脫硝效率。同時(shí), 高的射流動(dòng)量與煙氣氣流的動(dòng)量比可以提高脫硝的性能, 煙氣氣流的湍流程度對(duì)混合有促進(jìn)作用。由于水泥窯爐的湍流程度相對(duì)鍋爐要好, 因而其混合程度較好，脫硝效率也比較高。
3，還原劑停留的時(shí)間
因?yàn)槿魏畏磻?yīng)都需要時(shí)間，所以在合適的溫度范圍內(nèi)必須保證還原劑在煙氣中有足夠的停留時(shí)間，以期發(fā)生還原反應(yīng)。在相同條件下，較長(zhǎng)還原劑停留時(shí)間，脫硝效果更好，在此時(shí)間內(nèi)，NH3或尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發(fā)、還原劑的分解和NOx的還原等步驟須全部完成，一般要求時(shí)間為0.5s。而霧化狀態(tài)的氨在分解爐的停留時(shí)間長(zhǎng)短取決于分解爐的尺寸、煙氣流經(jīng)分解爐的速度、溶液霧化狀況、霧場(chǎng)與煙氣混合的形式等因素。我公司SNCR系統(tǒng)根據(jù)不同的分解爐類型來(lái)分別設(shè)計(jì)不同的方案，確保還原劑停留時(shí)間達(dá)到0.5s以上，確保更高的脫硝效率。
尿素氨水的額停留時(shí)間一般在0.3-0.5s之間。有實(shí)驗(yàn)表明停留時(shí)間從100ms升至500ms，NOx最大還原率可從60%升至83%左右。
1，溫度范圍
NOx的還原反應(yīng)發(fā)生在一特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，由于SNCR未使用催化劑故需要較高的溫度來(lái)保證還原反應(yīng)的進(jìn)行（SNCR的反應(yīng)溫度區(qū)間850℃～1150℃）。反應(yīng)溫度對(duì)SNCR 反應(yīng)中NOx 的脫除率有重要影響。如果溫度太低，這會(huì)導(dǎo)致NH3反應(yīng)不完全，形成所謂的“氨穿透”，增大NH3 逸出的量形成二次污染；隨著溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快，氨水的蒸發(fā)與擴(kuò)散過(guò)程得到加強(qiáng)，對(duì)于SNCR而言，當(dāng)溫度上升到800℃以上時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率明顯加快，在900℃ 左右時(shí)， NO 的消減率達(dá)到最大；然而隨著溫度的繼續(xù)升高，超過(guò)1200℃后，NH3 與O2的氧化反應(yīng)會(huì)加劇，生成N2、N2O 或者NO，增大煙氣中的NOx濃度，脫硝率反而下降。
2，反應(yīng)劑和煙氣混合的程度還原劑與煙氣的混合程度決定了反應(yīng)的進(jìn)程和速度，還原劑和煙氣在分解爐內(nèi)是邊混合邊反應(yīng)，混合的效果直接決定了脫銷效率的高低。SNCR脫硝效率低的主要原因之一就是混合問(wèn)題，例如，局部的NOx濃度過(guò)高，不能被還原劑還原，導(dǎo)致脫硝效率低；局部的NOx濃度過(guò)低，還原劑未全部發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致還原劑利用率低還，增加氨逃逸。因此，還原劑與煙氣的混合程度的充分與否，直接影響脫硝成果。
目前, SNCR 工藝在工業(yè)上應(yīng)用時(shí), 還原劑的噴入方式多采用爐壁開孔側(cè)噴, 由于工業(yè)鍋爐橫截面積較大, 還原氣體很難深入到爐膛內(nèi)部。
在現(xiàn)有分解爐，鍋爐基礎(chǔ)上，合理布置噴槍位置，調(diào)整不同位置處的還原劑噴入量及霧化效果來(lái)提高混合成度，提高脫硝效率。同時(shí), 高的射流動(dòng)量與煙氣氣流的動(dòng)量比可以提高脫硝的性能, 煙氣氣流的湍流程度對(duì)混合有促進(jìn)作用。由于水泥窯爐的湍流程度相對(duì)鍋爐要好, 因而其混合程度較好，脫硝效率也比較高。
3，還原劑停留的時(shí)間
因?yàn)槿魏畏磻?yīng)都需要時(shí)間，所以在合適的溫度范圍內(nèi)必須保證還原劑在煙氣中有足夠的停留時(shí)間，以期發(fā)生還原反應(yīng)。在相同條件下，較長(zhǎng)還原劑停留時(shí)間，脫硝效果更好，在此時(shí)間內(nèi)，NH3或尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發(fā)、還原劑的分解和NOx的還原等步驟須全部完成，一般要求時(shí)間為0.5s。而霧化狀態(tài)的氨在分解爐的停留時(shí)間長(zhǎng)短取決于分解爐的尺寸、煙氣流經(jīng)分解爐的速度、溶液霧化狀況、霧場(chǎng)與煙氣混合的形式等因素。我公司SNCR系統(tǒng)根據(jù)不同的分解爐類型來(lái)分別設(shè)計(jì)不同的方案，確保還原劑停留時(shí)間達(dá)到0.5s以上，確保更高的脫硝效率。
尿素氨水的額停留時(shí)間一般在0.3-0.5s之間。有實(shí)驗(yàn)表明停留時(shí)間從100ms升至500ms，NOx最大還原率可從60%升至83%左右。
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