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另外一個問題就是氨氮摩爾比的問題。氨氮摩爾比是獲得高的脫硝效率、低的漏氨和穩(wěn)定的性能的重要因素。首先，SNCR還原反應(yīng)的氨氮摩爾比不象SCR一樣固定為1：1，隨著反應(yīng)條件的變化，這個比例是一個變化的值。然后，在SNCR的噴氨區(qū)，NOx的分布的均勻性很差，而且沒有使NOx分布變得均勻的混合手段，因此要獲得接近最佳氨氮摩爾比幾乎是不可能的。NOx測量的環(huán)境以及NOx測量儀的成本，使得動態(tài)準(zhǔn)確獲得NOx的分布數(shù)據(jù)比獲得煙氣溫度有關(guān)數(shù)據(jù)的困難大得多。
SNCR的脫硝效率，隨著鍋爐的性能設(shè)計和受熱面布置的不同，所能達到的極限也不同。如果在鍋爐設(shè)計的時候，在性能設(shè)計和受熱面設(shè)計時為SNCR而改變，那么SNCR會容易一些。但是這樣大多是得不償失的。所以在具體項目上SNCR的可行性論證，要等鍋爐設(shè)計基本方案出來以后，才能說脫硝效率能夠有望達到多高的水平。
05丨如何讓SNCR脫硝效率最大化？
首先，假設(shè)煙氣溫度和NOx測量技術(shù)的發(fā)展以及成本的降低，使準(zhǔn)確、及時、可靠、地動態(tài)測量可能的反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的盡可能多的溫度以及進出口NOx數(shù)值成為可能。然后，按照煙氣流動方向和煙道截面方向的布置足夠多的噴氨區(qū)域，按照測量的數(shù)據(jù)對噴氨量進行精確調(diào)控。
最理想的情況是：在布置鍋爐受熱面的時候，在同一級過熱器或者再熱器受熱面在適當(dāng)?shù)牡胤綇闹虚g拉開，為自由布置噴氨區(qū)域提供方便，甚至將對反應(yīng)溫度區(qū)有意多留長一點的凈空。理論上，比如一個600MW的鍋爐，可以在煙道斷面上劃分21個的區(qū)，沿?zé)煔饬鲃臃较虿贾?個區(qū)，這樣總共63個區(qū)，需要63個高性能的流量測量計和調(diào)節(jié)閥，63個溫度測量點，42個NOx測量儀。按照這樣的設(shè)計，脫硝效率一般達到70%應(yīng)該不成問題吧。
06丨總結(jié)
綜上，SNCR確實存在一些問題：1、溫度窗口窄；2、還原劑混合效果差；3、氨逃逸高。綜合導(dǎo)致了SNCR效率低、爐型適應(yīng)性差的缺點。但是，由于SNCR具有系統(tǒng)簡單，改造方便，投資少等特點，在流化床、中小型電廠改造項目、垃圾焚燒爐上還是具有一定優(yōu)勢。此外，在綜合性價比合適的前提下，如鍋爐設(shè)計能兼顧SNCR技術(shù)特點，那么SNCR脫硝效率和穩(wěn)定性還會提升。
案例一：某電廠125MW機組選擇性非催化還原脫硝
1裝置簡述
本工程SNCR脫硝系統(tǒng)選用的脫硝劑是尿素。固體尿素經(jīng)加水溶解為尿素溶液,再用輸送泵送至爐前噴槍。
1.1尿素溶液輸送系統(tǒng)
尿素溶液儲罐里的尿素溶液由供液泵輸送,供液泵出口處設(shè)有稀釋水路,根據(jù)運行要求將尿素溶液稀釋,稀釋后的尿素溶液再經(jīng)不銹鋼伴熱管送至爐前噴射器(以下簡稱噴槍),通過不銹鋼軟管與噴槍連接。
1.2噴射器布置
鍋爐共布置42只噴槍,分3層布置在爐膛燃燒區(qū)域上部和爐膛出口處。前墻和側(cè)墻噴槍分別布置在28.5m、26m、23.5m標(biāo)高處,后墻噴槍布置在27.3m、25.4m和23.5m標(biāo)高處。鍋爐高負(fù)荷運行時,投運上兩層噴槍,低負(fù)荷運行時,投運下兩層噴槍。在SNCR脫硝系統(tǒng)投運時,一般投運一層或兩層噴槍即可,其余停運噴槍由控制系統(tǒng)控制退出爐膛,以避免噴槍受熱損壞。
1.3爐前噴射設(shè)備
噴槍(含噴嘴)采用不銹鋼制造,包括噴槍本體、噴嘴座、霧化頭、噴嘴罩4部分。噴槍本體上的尿素溶液進口和霧化蒸汽進口為螺紋連接,通過兩根金屬軟管分別與尿素溶液管路、蒸汽管路連接。軟管后面的尿素溶液管路、蒸汽管路上就近各布置一個球閥。
每只噴槍都配有電動推進器,實現(xiàn)自動推進和推出噴槍的動作。推進器的位置信號接到SNCR脫硝控制系統(tǒng)上,與開(停)霧化蒸汽和開(停)尿素溶液的閥門動作聯(lián)動,實現(xiàn)整個SNCR脫硝系統(tǒng)噴槍自動運行。
2試驗方法介紹
本次試驗測量的樣品包括NOx、O2及NH3。
2.1NOx和O2的測量
NOx的測量儀器為西門子公司ULTRAMAT23型紅外NOx分析儀,O2的測量儀器為M&CPMA10型O2分析儀。在每個反應(yīng)器的測孔上用網(wǎng)格法測量,每孔測3點。
2.2氨泄漏率的測量
氨泄漏率的測量按照EPAmethodCTM027標(biāo)準(zhǔn),采樣系統(tǒng)如圖1所示。A反應(yīng)器和B反應(yīng)器各測量3點。樣品分析儀器為Orion951201型氨電極,使用NH3標(biāo)準(zhǔn)溶液分區(qū)間標(biāo)定。當(dāng)NH3質(zhì)量濃度在0.1～1mg/m3時,用0.1mg/m3和1mg/m3的NH3標(biāo)準(zhǔn)溶液進行標(biāo)定;當(dāng)NH3質(zhì)量濃度在1～10mg/m3時,使用1mg/m3和10mg/m3的NH3標(biāo)準(zhǔn)溶液進行標(biāo)定。用標(biāo)定好的氨電極對樣品進行測量。
