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LSNCR脫硝系統

LSNCR脫硝系統

目前， SNCR和SCR是近期應用最為廣泛的兩種煙氣脫硝技術，SNCR脫硝技術是在爐膛或煙道合適溫度區域噴入氨基還原劑或尿素，無需催化劑，利用還原劑釋放出氨氣（NH3）選擇性地將煙氣中的氮氧化物（NOx）還原為無害的氮氣（N2）和水（H2O）。

但是SNCR 工藝中存在如下不足：含量只有10-20%氨或尿素水溶液噴入鍋爐爐內反應區內會造成高溫反應區溫度驟然大幅降溫，并且反應區內各區域的溫度往往不一致，從而導致脫硝效率較低，目前采用這種脫硝工藝其脫硝效率一般僅為30%-50%，而且系統在850℃時的脫硝效果幾近為零，還會影響鍋爐的燃燒效率。但由于SNCR技術脫硝率中等，不需要催化劑，運行費用較低，建設周期短，適合中小型鍋爐的煙氣脫硝，目前在循環流化床鍋爐上使用較多。

而SCR 由于其反應溫度較低、脫硝效率高等優點，成為控制煙氣中NOx的首選方法。SCR 技術中催化劑是核心，催化劑的性能直接影響NOx的脫除效果，其成本約占SCR系統總成本的20%～40%，運行成本占40-50%。SCR脫硝效率較高，但其工藝復雜，尤其低溫SCR催化劑價格昂貴，使用壽命短，運行和維護成本較高。

對于PNCR高分子脫硝工藝，脫硝劑是以高分子材料作為載體，把氨基成分聚合附載在高分子材料上，形成粉體狀材質。本粉末材料利用氣力輸送裝置直接噴入爐膛中，噴射的溫度窗口可在700℃~1000℃之間，高溫下氨基與高分子連接的化學鍵斷裂，釋放出大量的含氨基官能團，氨基與煙氣中NOx發生反應，進而達到脫除NOx目的。

因為高分子脫硝劑是干燥粉末狀，采用氣力輸送，運輸雖然比較方便，但是不容易貯存，容易吸潮板結，貯料倉需人工上料，工作車間粉塵較多。輸送管道經常堵塞，計量不準確、運行費用高，運行中需要人工操作的因素太多，難以實現自動化。針對以上SCR、SNCR及PNCR技術的缺點，我們研制開發出LSNCR新技術。

LSNCR脫硝工藝是我國目前鍋爐煙氣脫硝的最新技術，從根本上解決了SNCR脫硝效率低、反應溫度高、浪費水嚴重、耗能大及存在氨逃逸的問題。與PNCR高分子脫硝工藝相比，LSNCR脫硝工藝的脫硝效率高、運行費用低、不存在堵塞，且自動化程度高。該工藝使用的高效復合氨脫硝劑是由多種還原劑、活化劑、強化劑、助化劑以及稀土原料組成的混合液，把這些混合液直接噴入爐腔溫度700℃-1100℃的區域，使之迅速分解成NH3、H2、CH4、CO、CH2，與煙氣中的NO進行反應生成N2和H2O。

化學方程式：

2NO+2H2→N2+2H2O

4NO+CH4→2N2+CO2+2H2O

NO+NH2→N2+ H2O

2NO+2CO→N2+2CO2

4NH3+4NO+O2→4N2+ H2O

該工藝不用催化劑，反應溫度低、脫硫效率高、耗水量少、能實現無人值守的全自動運行。是一種運行成本較低的煙氣脫硝工藝，適用于各種噸位、各種爐型的燃煤鍋爐及工業窯爐的煙氣脫硝。

LSNCR與PNC、SCR、SNCR技術對比

內容	SCR	SNCR	PNCR	LSNCR
還原劑	NH3或尿素	尿素或NH3	高分子脫硝劑	復合氨
反應溫度	320-400℃	850-1250℃	700-1000℃	700-1100℃
催化劑	成分主要為TiO2、V2O5、WO3	不使用催化劑	不使用催化劑	不使用催化劑
脫硝效率	70-90%	30-50%	50-80%	60-85%
反應劑噴射位置	多選擇于省煤器與SCR反應器間煙道	通常爐腔內噴射	通常爐腔內噴射	適合溫度窗口位置較多
SO2氧化	會導致SO2氧化	不導致SO2氧化	不導致SO2氧化	不導致SO2氧化
NH3逃逸	＜3ppm	5-10ppm	5-103ppm	＜5ppm
對空氣預熱器影響	催化劑中的V、Mn、Fe等多種金屬會對SO2的氧化起催化作用，SO2氧化效率較高，而NH3與SO3易形成H4HSO4造成堵塞或腐蝕	不會因催化劑導致SO2的氧化	不會因催化劑導致SO2的氧化，造成堵塞或腐蝕	不會因催化劑導致SO2的氧化，造成堵塞或腐蝕
系統壓力損失	催化劑會造成較大的壓力損失	沒有壓力損失	沒有壓力損失	沒有壓力損失
燃料的影響	高灰分會磨耗催化劑，堿金屬氧化物會使催化劑鈍化	無影響	無影響	無影響
鍋爐的影響	受省煤器及出口煙氣溫度的影響	受爐腔內煙氣流速、溫度分布及NOX分布的影響	受煙氣流速、溫度分布的影響較小，沖刷水冷壁	受煙氣流速、溫度分布的影響較小
占地空間	大（需增加大型催化劑反應器或尿素系統）	小（無需增加大型催化劑反應器或尿素系統）	中，需要倉庫貯存粉料	小，需要復合氨儲存輸送系統
安全性	液氨法有安全隱患	氨水有隱患	PNCR法脫硝劑為固體粉末狀，運輸方便，容易板結。	儲存安全方便。
環保型	中和氨氣會產生廢氨水	氨水氣味	粉塵較多	無粉塵無味
現有基礎上改造	附加轉向葉片、混合器和導流板，氨噴射格柵，液氨處理系統吹灰器	噴射器安裝口MNL支撐和滑道，溫度監視	SNCR法安裝周期常規30天；PNCR法安裝周期20天；SCR周期最長	撬塊組合安裝周期15天
風機要求	平衡通風或者強制通風鍋爐需要更大的FD/ID風機	無	羅茨風機	羅茨風機
技術難點	廣泛應用，比較成熟	噴入溫度限定900℃左右，大型電廠鍋爐應用較少	氣力輸送容易堵塞，調節困難	復合氨需要保溫
工程造價	造價最高	較高	較低	較高
運行費用	最高	較低	較高	低

從上表可以看出LSNCR脫硝技術具有PNCR、SCR和SNCR三者的優點，既具有SCR技術高的脫硝率又具有SNCR、PNCR技術建設投資費用低、運行費用低的優勢，從而克服了三者的缺點，具有廣闊的應用發展前景。

LSNCR技術特點

1、高效復合LSNCR脫硝工藝流程先進、全套設備采用撬塊式結構、設備緊湊占地面積小，安裝周期短；運行操作簡單、能保證長期穩定運行。

2、脫硝液噴射風壓具有自動調節功能（可在任何工況下保證風壓的穩定，羅茨風機采用變頻控制，由DCS實現風壓自動調節，能保證每支噴槍的風壓穩定。）

3、DCS對脫硝液輸送泵進行藥量控制，可實現脫硝液量的自動比例投加，調節范圍從10~70%的全范圍實現比例投加（這對脫硝過程的穩定運行和降低脫硝運行成本作用明顯。）

4、爐膛溫度自動監測和DCS系統調控。（在鍋爐爐膛內部按照噴槍的分布，設置測溫點，測溫熱電偶為本系統專制產品，嵌在噴槍前端，隨噴槍一同插入爐膛內，當爐膛溫度達不到所要求的溫度時，DCS會自動切斷該路噴槍工作，并發出報警提示，并且能根據CEMS的測量數據反饋值，DCS自動決定噴槍投運的只數）。

5、根據CEMS在線所檢測NOX值實現DCS多回路協調調節。（CEMS將NOX和O2參數送給DCS，DCS根據這二個參數變化規律和大小，自動進行鼓風風量、脫硝液投加量、爐膛溫度等參量的調節，對于過限值能給予報警提示。）

6、可以提供一套在DCS內完成的本脫硝工藝專有的運行監控軟件，具有脫硝液自動配比，邏輯開車與停車，運行監控，仿真調節，關鍵參數的實時曲線、歷史曲線、報警提示、故障自診斷等智能化功能。

LSNCR脫硝技術脫硝工藝流程

LSNCR工藝流程圖如下：

圖片12.png

圖1、LSNCR工藝流程圖

本脫硝工藝設備主要包括：藥液調配罐、羅茨風機、計量泵、氣液混合器、氣液分配器、專用噴槍、電動給料器、主控裝置和在線NOX監測裝置。以上的藥液調配罐、羅茨風機、計量泵、主控裝置等全部集中安裝在一個撬塊上，全封閉結構。而氣液混合器、氣液分配器、專用噴槍、電動給料器等安裝在外部管道和鍋爐爐墻上。關鍵部件氣液混合器將脫硝劑從主管路分配給支管路，最后分配給多支噴槍，噴槍分布在爐膛的前墻和側墻設計位置，根據鍋爐的爐膛結構、噸位不同，噴槍的分布可為一至三層。

每條輸送氣、液的支路流量可通過DCS控制，保證輸送的復合氨能均勻噴射到爐膛中。NOX在線監測裝置主要進行實時監測氮氧化物的變化，將該信號傳輸給主控裝置。由主控裝置自動調節復合氨計量泵(電子給料器)和風機的轉速，由此最大程度的節省脫硝運行成本; 本裝置還可以根據爐膛內反應溫度控制噴槍在區間內的使用數量，具有明顯的優化脫硝運行工況作用。