SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的运用

张 浩

（唐山中润煤化工有限公司，河北 唐山 063018）

近年来，环境污染问题一直是人们所关注的热点，在国家关于生态文明建设、生态城市建设理念的推行下，各行各业都开始注重生产技术和生产排放的节能减排研究，尤其一些化工产业、火电发电厂都积极进行设备的升级改造，并不断进行新的节能减排技术实践。而火力发电厂在进行电力能源生产作业是依靠将煤炭等燃料的燃烧热能转化为机械能，再将机械能转化为电能，这一过程中煤炭等燃料的燃烧会产生大量的烟尘气体，其中含有一些污染物质，如果不经过处理会对大气环境带来很大的污染，随着国家节能减排理念的提出，发电企业针对如何进行超低排放进行了研究，并采取了多种技术方法用以进行设备的改造，以期能够达到国家规定的超低排放标准，SNCR和SCR脱硝技术就是其中应用较为广泛的脱硝技术。

1 关于SNCR+SCR联合脱硝技术

1.1 SNCR脱硝技术

按照当前所采用的SNCR脱硝技术来讲，其概念主要是指在不添加催化剂的作用情况下，在适合脱硝反应的温度窗口范围内加入还原剂，利用还原剂作用促使烟气当中的氮氧化物发生还原反应，使其还原成为无污染无害的氮气和水。当前很多火力发电厂当中采用的是以炉内尿素作为还原剂来进行NOx的还原，但要注意的是，还原剂只会与烟气中所含有的NOx发生反应，通常不会与氧进行反应，同时其技术中并不会使用催化剂，因此，通常将此种方法称为选择性非催化还原技术方法，其英文缩写即为SNCR脱硝技术[1]。也正是由于这一技术不需要使用催化剂，所其必须要在高温区加入还原剂，将还原剂喷入在温度高达850℃到1100℃的区域，此时NH3会与烟气中的NOx发生反应并产生N2和H20，也就是氮气和水。通常SNCR在980℃左右有着最佳的脱硝效果，为确保脱硝效果，其反应的同时需要注意降低氨泄漏和水的生成，需要将氨氮摩尔比保持在1-15之间的范围内较为适宜。

1.2 SCR脱硝技术

关于SCR脱硝技术其原理可以解释为在300℃-410℃的高温条件下，在催化剂的作用下添加还原剂NH3将NO还原为无害的N2气体，几乎不会发生NH3的氧化反应，极大的提高了N2的选择性，降低了对NH3的消耗。

1.3 SNCR+SCR联合脱硝技术

SNCR+SCR联合脱硝技术主要是融合了SNCR脱硝技术的低成本优势和SCR脱硝技术的高效率作用，能够利用SCNR反应中逃逸的氨气，实现降低排放的效果。目前所采用的SNCR+SCR联合脱硝技术正在实际的应用中，首先将还原剂从旋风分离器出入口的水平烟道喷入，并使其在高温区域实现还原剂与烟气中的氮氧化物发生还原反应，这一过程为初步脱硝，而未反应完全的还原剂在进入设置在上下级省煤器之间的SCR反应器当中，并在催化剂的作用下实现进一步的氮氧化物脱除反应[2]。从这一点上说，虽然SNCR脱硝技术的脱除效率相对较低，但是可以通过延长还原剂在其系统中停留时间来实现烟气的混合，促使脱硝效率的提升，几乎可以达到超过60%的效果。SNCR+SCR脱硝技术的效率能够达到87%，这也使得SNCR+SCR联合脱硝技术成为循环流化床脱硝改造成为当前具有较高脱硝水平的设备改造方案。

2 SNCR+SCR联合脱硝技术发展和应用现状

由于循环流化床自身的NOx的排放浓度较低，很多电力企业脱硝都选择使用SNCR技术，但是对于SNCR+SCR联合脱硝技术的运用数量不实很多，但环保技术水平的日益提升和研究以及应用，原有的SNCR脱硝技术已经逐渐无法跟上烟气排放处理量，其已经不再能够满足NOx的超低排放标准，而单独选用SCR脱硝技术也无法实现超低排放标准的达成，而且SCR脱硝技术成本较高，运行费用较大，同时由于其体积较大，占用炉后空间但使用SNCR+SCR脱硝技术则不同，其能够发挥出SNCR和SCR的优势，同时也较为适合循环流化床机组的脱硝改造。

3 SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的运用方案

3.1 循环流化床锅炉超低排放改造中SNCR改造运用

以当前某发电厂为例，其所使用的是循环流化床锅炉，为使其排放达到超低排放标准，需要进行SNCR+SCR联合脱硝技术改造，其所采用的还原剂为5%的尿素溶液。其尿素的存储和溶液制备设备为2台锅炉设计，其每一台锅炉都配备了尿素溶液稀释和喷射系统，这一系统主要采用的是SNCR原设备，仅将原有但已不适用的流量较低的尿素溶液供给泵设备和管路进行了更换处理，同时增设了多个喷枪，如此就能够符合SNCR脱硝技术的效率标准设定。

3.2 循环流化床锅炉超低排放改造中SCR改造运用

在某发电厂的循环流化床锅炉超低排放改造当中，对于SCR脱硝技术设备的改造主要是针对其原有的一级、三级省煤器进行了升级更换，将其原有的二级省煤器进行了剔除。两个已改造完毕的省煤器中进行SCR脱硝器的加装，并将一级、三级省煤器为适应空间上的调整和为确保对SCR脱硝设备的检修空间改造成了H型的鳍状片管，增设的鳍状片管能够有效的扩展受热面积，使其增强了受热面管的传热面积和传热效率，促使当前烟道内有效空间增强受热面积的效果。另外这种特殊的结构形式能够优化这一区域的烟气流场，还能够起到吹灰作用和防磨功能。

4 改造后效果总结

通过SNCR+SCR联合脱硝技术在循环硫化床锅炉的超低排放改造，使得锅炉负荷明显减轻，且排放测试效果表现出NOx的排放浓度仅为15mg/m³，除尘效果也高达88%，整体效果良好。

5 结束语

通过SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的应用，充分发挥出了SNCR脱硝技术与SCR脱硝技术的优势部分，既有效解决了循环流化床超低排放项目改造中空间的利用率问题，同时也降低了成本支出，而且脱硝系统阻力也降低且运行成本得到节省，重要的是其排放浓度得到了有效的降低。远远低于国家超低排放标准的相关规定数据。