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淺析在生活垃圾焚燒項(xiàng)目中SNCR與SCR脫硝技術(shù) 北極星電力網(wǎng)新聞中心來(lái)源:北極星電力網(wǎng) 作者:劉耀杰 2021/12

日期：2022年01月07日 15:3422

北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：隨著國(guó)家節(jié)能減排的深入推進(jìn)，生活垃圾分焚燒發(fā)電行業(yè)煙氣排放逐步推行超低排放要求

，NOX濃度控制已成為必須解決的問(wèn)題

，本文對(duì)目前垃圾焚燒發(fā)電廠采用的兩種脫硝技術(shù)進(jìn)行探討

，明晰優(yōu)缺點(diǎn)

，為生活焚燒發(fā)電廠項(xiàng)目決策提供依據(jù)

。

關(guān)鍵詞：生活垃圾焚燒脫硝煙氣排放超低排放

作者：劉耀杰浙能錦江環(huán)境連云港晨興環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司江蘇省連云港市 222000

0 引言

垃圾在焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生危害環(huán)境的煙氣

，煙氣成分復(fù)雜

，包含HCI、SO2

、HF、NOx

、二噁英

、Pb、Cd

、Hg等多種組分

。目前國(guó)內(nèi)焚燒廠主流煙氣凈化采用“SNCR+半干法脫酸+干法+活性炭噴射+布袋除塵器“處理工藝。現(xiàn)階段我國(guó)垃圾焚燒廠煙氣排放執(zhí)行GB18458-2014標(biāo)準(zhǔn)，部分大氣環(huán)境承載力不高和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)

，采用更為嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)

、歐盟標(biāo)準(zhǔn)（EU2000/76/EC)或歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)（如表1所示）。下文通過(guò)對(duì)比SNCR和SCR兩種脫硝技術(shù)

，為生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)NOX控制提供參考依據(jù)

。

表1 生活垃圾焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)限制

1 SNCR脫硝

1.1 SNCR脫硝原理

SNCR脫硝技術(shù)即選擇性非催化還原技術(shù)，是一種不用催化劑

，在 850～1100℃的溫度范圍內(nèi)

，將含氨基的還原劑（如氨水，尿素溶液等）噴入爐內(nèi)

，將煙氣中的NOx還原脫除

，生成氮?dú)夂退那鍧嵜撓跫夹g(shù)。其反應(yīng)原理如下：

1.2 SNCR脫硝技術(shù)特點(diǎn)

SNCR脫硝設(shè)備工程造價(jià)低

、布置簡(jiǎn)易

、占地面積小，脫硝效率在30%~50%之間

，無(wú)法達(dá)到超低排放要求

。同時(shí)該反應(yīng)需要一定的溫度范圍，通常在850℃~1090℃的溫度區(qū)間內(nèi)有夠的反應(yīng)時(shí)間才能有效

。較低的溫度下

，NO與氨反應(yīng)速率太慢，甚至不發(fā)生反應(yīng)

，導(dǎo)致NOX的低效率和氨逃逸過(guò)高

。同時(shí)在溫度超過(guò)1093℃時(shí)，氨分解：4NH3+5O2-4NO+6H2O

，反而創(chuàng)造出NO

。并且氨還可以于其他燃燒物質(zhì)如三氧化硫反應(yīng)形成銨鹽，主要是硫酸氫氨（ABS）

，ABS在較低溫度下吸濕

，吸收氣體的水分會(huì)粘結(jié)在空預(yù)器管壁和布袋除塵器，大大降低空預(yù)器效率和布袋除塵器適用壽命

。

同時(shí)SNCR系統(tǒng)對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行和異常事件造成污染和堵塞非常敏感

。目前使用的SNCR都是多孔的噴槍，這種孔隙度是的催化劑具有對(duì)NOX還原至關(guān)重要的高表面積

，但是爐膛中的細(xì)顆粒物

、ABS、硅化合物等容易造成噴槍槍頭孔堵塞

，影響設(shè)備運(yùn)行

。

2 低溫SCR脫銷技術(shù)

2.1 SCR脫硝原理

低溫SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的條件下

，在合適的溫度反應(yīng)區(qū)間用還原劑，將煙氣中的NOx

、還原為N2和H20

，低溫SCR技術(shù)的脫硝效率技術(shù)上沒(méi)有上限，從性價(jià)比的角度考慮可達(dá)80%以上

；還原劑 NH3與氮氧化物（NO和 NO2）進(jìn)行表面反應(yīng)

，反應(yīng)機(jī)理如下：

常規(guī)的SNCR技術(shù)無(wú)法滿足生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)超低排放的技術(shù)要求，已建成垃圾電廠逐步進(jìn)行超低排放技術(shù)改造

，所采用的主要技術(shù)路徑為低溫SCR脫硝技術(shù)

。

2.2 SCR脫硝技術(shù)特點(diǎn)

（1）氮氧化物 NO和 NO2在氣相被催化還原。

（2）NOx去除率高

，同時(shí) NH3逃逸量少

。

（3）與其它 NOx脫除系統(tǒng)相比，NH3的消耗量更低

。

（4）適用范圍廣

，可用于不同工藝、燃料及煙溫

。

（5）不產(chǎn)生廢物產(chǎn)品

。

（6）SCR催化劑還有另外一個(gè)重要作用，可移除二惡英

。此化學(xué)反應(yīng)為表面反應(yīng)

，其反應(yīng)機(jī)理如下：

3 通用SCR催化劑解析

3.1 常規(guī)催化劑分類

目前常規(guī)的催化劑類型有蜂窩式催化劑、板式催化劑

、波紋板式催化劑

。對(duì)三種不同型號(hào)的催化劑進(jìn)行對(duì)比（表2）：

表2 常規(guī)催化劑分類

3.2 蜂窩式催化劑結(jié)構(gòu)及運(yùn)行要求

3.2.1 蜂窩式催化劑結(jié)構(gòu)。

蜂窩式催化劑由多孔金屬氧化物（催化劑基體）及活性物質(zhì)均質(zhì)組成

。催化劑基體為銳鈦型氧化鈦(TiO2)

，活性物質(zhì)包括氧化釩(V2O5)及氧化鎢(WO3)。

圖 1 表示一個(gè)標(biāo)有長(zhǎng)度 L和寬度 D 的催化劑元件的一般構(gòu)造

。標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩式催化劑的橫截面尺寸（D*D）約為 150*150mm

。圖 2 表示典型催化劑元件的幾何形狀，定義了孔徑p

，孔寬度d

，外壁厚to和內(nèi)壁厚ti。

3.2.1 運(yùn)行工藝參數(shù)

表3 蜂窩式催化劑運(yùn)行參數(shù)

3.2.3 催化劑管理的幾點(diǎn)要求

、停爐前必須立即用蒸氣吹灰器對(duì)催化劑進(jìn)行非常小心地吹灰

。一般而言，催化劑要在鍋爐吹灰循環(huán)結(jié)束后進(jìn)行清掃

。先吹掃催化劑頂層

，按步驟往下層走。否則

，剛清洗完的干凈催化劑會(huì)被來(lái)自上層催化劑吹掃再次污染

。

2、噴氨

噴氨對(duì)工藝

、煙氣溫度和速度分布十分敏感

。因此，建議噴氨運(yùn)行要與流場(chǎng)模型測(cè)試結(jié)果和設(shè)計(jì)保持一致

。要時(shí)刻關(guān)注噴氨格柵和催化劑反應(yīng)器之間的氣流分布關(guān)系

。在尚未達(dá)到最低噴氨溫度的情況下禁止噴氨。在調(diào)整氨氮比的時(shí)候

，必須在滿負(fù)荷工況下

，根據(jù)已安裝測(cè)試網(wǎng)格測(cè)得的 NOx 與 NH3的實(shí)際值進(jìn)行調(diào)整。

嚴(yán)格禁止在煙氣低于最低運(yùn)行溫度時(shí)噴氨

，低于 MOT下噴氨會(huì)導(dǎo)致催化劑微孔內(nèi)形成 ABS

，長(zhǎng)時(shí)間將造成不可逆的活性下降。

、催化劑長(zhǎng)期隔離

1）在長(zhǎng)期停車期間

，催化劑必須進(jìn)行真吹掃去除所有積灰、脫落的保溫材料和銹片

。催化劑上下兩側(cè)都需要清洗

。停爐后，一旦安全馬上進(jìn)入反應(yīng)器

，真空清洗催化劑表面和飛灰堆積周圍區(qū)域

。

2）用干燥無(wú)酸空氣吹掃催化劑床層，防止催化劑表面濕氣冷凝

。

3）要采取措施避免弄濕催化劑

。格外注意避免任何水分接觸催化劑表面，無(wú)論水分來(lái)自鍋爐的沖洗水

、雨水還是管線泄漏

。

4、吹灰

為保持催化劑表面的清潔

，防止催化劑堵塞

，要經(jīng)常使用干燥過(guò)熱蒸汽吹灰器進(jìn)行吹灰。運(yùn)行時(shí)吹灰器每天吹灰一次

。

、定期維護(hù)

為最大限度延長(zhǎng)催化劑壽命和減少催化劑失活和中毒，在線維護(hù)每天日常設(shè)備維護(hù)

；每月進(jìn)行噴氨格篩進(jìn)行驗(yàn)證

，并進(jìn)行氨逃逸測(cè)試

；每年分層進(jìn)行活性層無(wú)顆粒化學(xué)特性測(cè)試

。

4 結(jié)論

隨著超低排放在生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)逐步推進(jìn)

，體現(xiàn)出SCR技術(shù)脫硝率高、沒(méi)有污染物的優(yōu)勢(shì)

，SCR脫硝技術(shù)將進(jìn)一步予以推廣

。進(jìn)行SCR技術(shù)選擇時(shí)，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)需要根據(jù)行業(yè)特性

，選在適合的結(jié)構(gòu)

，并做好設(shè)備的維護(hù)，提高脫硝能力

，未響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排做出行業(yè)貢獻(xiàn)

。

作者：劉耀杰浙能錦江環(huán)境連云港晨興環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司

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