脱硝技术应用
一、目前广泛运用的脱硝技术
1、低NOx燃烧器（LNB）改造
2、SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction选择性非催化还原法）
3、SCR（Selective Catalytic Reduction选择性催化还原法）
4、LNB+SNCR（低氮燃烧+选择性非催化还原法）
5、LNB+SNCR+SCR（低氮燃烧+选择性非催化还原法+选择性催化还原法）
6、SNCR+SCR（选择性非催化还原法+选择性催化还原法）
二、还原剂的选择
1、常用还原剂：液氨、氨水和尿素
2、其他还原剂：氰尿酸和各种铵盐（醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等）
还原剂的选择，一般是从安全角度考虑。
液氨属于危险品；
低浓度氨水和尿素不属于危险品；
三、脱销技术简介
1、低氮燃烧
★低NOx燃烧器（LNB）改造是控制NOx生成条件以达到脱硝目的，是一种经济的控制NOx的排放策略。控制NOx生成条件即在燃烧过程中，控制燃烧温度，一直保持让氧和氮分开，使二者结合生成NOx的可能性降至最低。
★低NOx燃烧技术基本不额外增加设备；对于新建锅炉不会增加初投资。
★运行成本：不增加运行和维护成本，锅炉效率与常规燃烧方式相同。
★其他：低NOx燃烧技术一般不需要占地，对空间无要求。
★降低锅炉NOx初始排放，如果锅炉同时采用SNCR和SCR技术，可以减少其设备容量和还原剂、催化剂消耗量。
★脱硝效率30%~50%。
2、SNCR脱硝技术
（1）SNCR技术主要是在温度区域850~1,150℃喷入含氮的药剂，使其与NO发生还原反应，脱除NO，生成氮气和水。
以炉膛为反应器。
（2）选择性非催化还原法（SNCR）反应机理
氨为还原剂 4NH3+5O2 → 4NO+6H2O
尿素为还原剂 (NH2)2CO → 2NH2+CO
NH2+NO → N2+H2O
NO+CO → N2+CO2
当温度过高，超过反应温度窗时，氨就会被氧化呈NOx
4NH3+5O2 → 4NO+6H2O
（3）SNCR工艺流程
（4）SNCR技术特点
★ 尿素和氨是常用的两种还原剂；
★ 没有固体与液体废物产生；
★ 实际应用中SNCR技术可以达到30～80％NOx脱除效率。
★大型锅炉由于混合问题，一般脱硝效率在30～50％左右；
★所需空间小，实施快捷方便；
★ 初投资（50元~100/KW左右），运行成本低廉；
★对锅炉运行不会产生任何影响，风险性低；
★不受炉型及燃用煤种的影响，适应性广。
★系统简单，施工时间短。
3、SCR脱硝技术
（1）该技术是指在催化剂和氧气存在的条件下，在一定的温度范围（320 ～ 420℃ ）内，还原剂（如液氨）有选择地将烟气中的NOx还原成N2和水来减少NOx排放的技术。因为整个反应具有选择性和需要催化剂存在，故称为选择性催化还原。
还原剂：液氨或尿素 催化剂： V2O5/TiO2
（2）脱销反应原理
当存在催化剂时，在有氧情况下,NH3 与烟气中NOx 的还原反应如下:
4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O (1)
2NO2 + 4NH3 + O2 →3N2 + 6H2O (2)
由于烟气中绝大多数是NO ,在NO/ NH3 (摩尔比) 接近1 ,氧气所占比例比较小时,反应(1) 是主要的。此外NO 和NH3 还可生成温室气体N2O , 如(3) 反应式是不希望发生的:
4NO + 4NH3 + 3O2 →4N2O + 6H2O (3)
如果NO/ NH3 < 1 ,就意味着除了反应(1) 以外,NH3 还可以通过下述反应被氧气氧化:
2NH3 + 3/2 O2 →N2 + 3H2O (4)
2NH3 + 2O2 →N2O + 3H2O (5)
2NH3 + 5/2 O2 →2NO + 3H2O (6)
（3）工艺流程-系统组成
★SCR反应器
★SCR催化剂
★SCR烟道系统
★氨的储备供应系统
★氨/烟气的混合(AIG喷射系统)
★控制系统
★核心技术包括催化剂，流场优化和混合技术
（4）系统关键设计
根据烟气温度、烟气成分、烟气压降、烟气氮氧化物浓度、氮氧化物脱除率、氨的逸出量、催化剂寿命、SO2/SO3 转换率、烟气含尘量和反应器的布置空间等脱硝装置中脱硝催化剂结构最常见的有：蜂窝型、平板型、波纹型几种型式。催化剂的物理化学特性：选用钒钛钨催化剂，主要成分有二氧化钛（TiO2）、五氧化二钒（V2O5）、三氧化钨（WO3）等。
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型式 |
基材 |
适用粉尘浓度 |
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蜂窝式 |
整体挤出成型 |
50（g/m3） |
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平板式 |
不锈钢网 |
50（g/m3） |
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波纹板式 |
纤维 |
25（g/m3） |
优化设计反应器及烟道系统的流场利用CFD数学模型和实体物理模型以实现烟气平稳均匀流动。
合理设计氨烟气混合系统
使氨/烟气混合均匀达到NOx/NH3分布均匀、烟气速度分布均匀、减小烟气温度偏差、获得最小的烟气压降。
系统布置
根据 SCR 反应器在锅炉烟气系统中布置的位置，一般 分为以下两种：
1、高含尘布置 ：SCR 反应器布置在电除尘器之前即省煤器与空预器之间。
2、低含尘布置 SCR 反应器布置在电除尘器和FGD 装置下游。
选择性催化还原法（SCR）系统优缺点
优点：
◆脱硝效率高，一般NOx脱除率可达80%以上；
◆工艺设备紧凑，运行可靠；
◆还原后的氮气放空，无二次污染。
◆NOx的脱除效率：70－95％；
◆适用于不同的空速范围；
◆紧凑的系统，节省空间的设计；
◆高的可靠性和质量保证；
◆操作维护简便；
◆前期的工程设计能带来较低的成本费用；
◆NO2的脱除率能达到90％甚至更高。
缺点：
◆烟气成分复杂，某些污染物可使催化剂中毒；
◆系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用，易腐蚀和堵塞设备；
4、精准喷氨技术
（1）技术简介
精准喷氨技术是燃煤机组、工业锅炉 SCR/SNCR 脱硝系统核心优化技术，通过烟气流场在线监测、流场仿真建模、分区智能调节控制，对烟道内氨气喷射量、喷射角度、分区配比进行精准动态调控，解决传统喷氨不均、局部过喷、氨逃逸超标、催化剂浪费、空预器堵塞腐蚀等行业痛点，实现脱硝超低排放稳定运行。
（2）工作原理
通过网格在线取样检测烟道截面NOₓ浓度、烟气流速、温度分布，建立流场数字模型；采用多路独立调节喷氨格栅 / 静态混合装置，智能分配各区喷氨量，让氨气与烟气充分均匀混合，匹配催化剂反应最佳工况，在保证 NOₓ达标前提下，最大限度降低氨耗与氨逃逸。
通过分析SCR脱硝系统运行参数间的关系，确定影响NOx生成的关键运行参数作为模型计算的输入变量
SCR喷氨总量控制技术
通过实时测量各分区出口 NOx浓度，在BP神经网络预测模型基础上，采用遗传算法获得预测控制最优喷氨量，实现各分区喷氨调平阀进行自动调整，分配各分区的喷氨量，进而实现各分区喷氨的精准控制，并结合喷氨总量的控制实现整个脱硝系统喷氨的精准调整
SCR喷氨分区控制技术
通过冷态实验与CFD模拟相结合，重点分析了烟道导流板、整流格栅等内部构件对烟气速度分布均匀性的优化作用
CFD数值模拟技术
智能计算喷氨格栅各喷氨门开度建议调整，数据积累、深度学习，获得最佳控制，策略系统可切换就地与DCS远程模式
SCR喷氨自动调平系统
（3）核心优势
1.脱硝达标稳定：全负荷工况下 NOₓ稳定控制超低排放标准，适应煤质、负荷频繁波动。
2.大幅降低氨逃逸：有效控制氨逃逸≤3ppm，减少硫酸氢铵生成。
3.节约液氨消耗：相比传统喷氨，氨耗降低 15%~25%，长期运行降本显著。
4.保护设备延寿：减少催化剂中毒、结垢，缓解空预器堵塞、腐蚀，降低运维清洗成本。
5.智能自动运行：全自动闭环控制，无需人工频繁干预，适配新旧机组改造。
（4）应用场景
广泛应用于火电燃煤机组、钢铁烧结、水泥窑炉、垃圾焚烧、化工自备电厂、工业煤粉锅炉等 SCR 脱硝新建及改造项目。
四、混合型烟气脱硝（SNCR/SCR）
混合型SNCR/SCR技术是将SNCR与烟道型SCR结合，SNCR承担脱硝和提供NH3的双重功能，利用烟道型SCR将上游来的NH3与NOx反应完全，从而提高整体脱硝效率，弥补SNCR装置效率有限的缺陷。技术特点如下：
1)适应于场地空间有限的特定环境，脱硝效率可达到75%左右。
2) 烟道阻力约增加小于150~500Pa，主要取决于催化剂的用量和烟道形式。
3) 整体脱硝效率低于70%时，烟道型SCR不需另设喷氨AIG装置，但需要提高烟道型SCR的脱硝效率时，还得增设单独的氨喷射系统。
4) 烟道型SCR垂直布置，流速降低，提高了催化剂使用寿命。
五、水泥行业脱销特点
1、水泥窑SCR 脱硝工艺影响因素
水泥窑烟气中存在大量的粉尘，由于粉尘浓度、颗粒大小及成分原因会给催化剂带来影响：
① 铵盐及粉尘的小颗粒沉积在催化剂孔中造成堵塞，阻止NOX、NH3、O2在催化剂表面进行反应，导致脱硝效率降低甚至系统无法稳定运行；
② 粉尘中一些碱土金属和其氧化物与烟气中SO3反应形成固体颗粒，阻碍脱硝反应进行；
③ 高浓度粉尘颗粒在高流速条件下会造成催化剂磨损及堵塞。
④ 烟气中SO2的存在很容易造成硫铵中毒，引起脱硝效率下降，应对烟气中的SO2进行严格限制。
2、水泥行业脱销工艺
1）低氮（可选）+SNCR+SCR
按照不同的区域脱销工艺有：
◆ 高温高尘SCR 布置在C1与预热锅炉间 温度范围：280~350°C
适用：粉尘80~120g/Nm3，布置空间狭小；
◆ 高温中尘SCR 布置在C1与预热锅炉间 温度范围：280~350°C
适用：粉尘大于100g/Nm3，改造空间足够；
◆ 中温中尘SCR 布置在高温风机与磨机间 温度范围：180~240°C
适用：低硫烟气并经过低氮改造（初始NOx浓度较低）的生产线；
◆ 低温低尘SCR 布置在窑尾布袋处 温度范围：80~130°C
高温中尘SCR实物照片
