图3.2 SCR工艺系统流程(高尘布置)
对于一般燃煤或燃油锅炉，SCR反应器多选择安装于锅炉省煤器与空气预热器之间，因为此区间的烟气温度刚好适合SCR脱硝还原反应，氨被喷射于省煤器与SCR反应器间烟道内的适当位置，使其与烟气充分混合后在反应器内与氮氧化物反应，SCR系统商业运行的脱硝效率约为80%～90%。
SNCR/SCR混合烟气脱硝技术
SNCR/SCR混合技术是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用末反应氨进行催化反应结合起来，或利用SNCR和SCR还原剂需求量不同，分别分配还原剂喷入SNCR系统和SCR系统的工艺有机结合起来，达到所需的脱硝效果，它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。SNCR/SCR混合工艺的脱硝效率可达到60～80%，氨的逃逸小于4mg/Nm3。图3.3为典型的SNCR/SCR混合烟气脱硝工艺流程。
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图3.3 SNCR/SCR联合工艺脱硝流程图
主要烟气脱硝技术的比较
几种主要烟气脱硝技术综合比较情况如表3.2所列。
表3.2 SCR、SNCR、SNCR/SCR技术综合比较
项目 SCR技术 SNCR技术 SNCR/SCR技术 反应剂 NH3 氨水或氨水 NH3 前段：800～1000℃， 反应温度 320～400℃ 800～1250℃ 后段：320～400℃ 催化剂 V2O5-WO3/TiO2 不使用催化剂 后段加少量催化剂 脱硝效率 80～90% 30～60% 50～80% 反应剂喷炉膛内喷射 锅炉负荷不同喷射位射位置 SCR反应器入口烟道 置也不同 SO2/SO3SO2氧化成SO3的氧化不会导致SO2氧化，SO3氧化 率<1% 浓度不增加 SO2氧化较SCR低 NH3逃逸 <2.5 mg/m3 <8 mg/m3 <4 mg/m3
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NH3与SO3易形成硫酸氢铵，需控制NH3泄漏对空气预量和SO2氧化率，并对热器影响 空预器低温段进行防腐防堵改造。 系统压力损失 新增烟道部件及催化剂层造成压力损失 燃料显著地影响运行费用，对灰份增加和灰份成分变化敏感，灰份磨耗催化剂，碱金属氧化物劣化催化剂，AS、S等使催化剂失活。 SCR反应器布置需优化，当锅炉负荷在一定范围变化时，进入反应器的烟气温度处于催化剂活性温度区间。 SO3浓度低，造成堵塞或腐蚀的机率低 硫酸氢铵的产生较SCR低，造成堵塞或腐蚀的机率比SCR低 没有压力损失 催化剂用量较SCR小，产生的压力损失较低 燃料及其变化的影响 基本无影响 影响与SCR相同。由于催化剂较少，更换催化剂的总成本较SCR低 锅炉负荷变化的影响 多层布置时，跟随负荷变化容易 跟随负荷变化中等 工程造价 高
本项目脱硝方案的选择
低 较高 本项目为1台75t/h锅炉脱硝项目，原始NOx排放浓度约为350mg/Nm3。为满足最新实施的NOx排放要求，同时考虑到脱硝的经济性，推荐采用SNCR/SCR混合法脱硝工艺，脱硝后NOx排放浓度低于100mg/Nm3，实现达标排放。SNCR/SCR混合法脱硝工艺优点如下：
(1) 脱硝效率可达60%～80%以上，确保NOx达标排放。 (2) 脱硝系统运行灵活，调整余地大。 (3) 投资省。 (4) 占地小。
(5) 对锅炉的运行影响较小。 (6) 运行维护方便。
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二、本项目SNCR+SCR方案设计 2.1 锅炉SNCR+SCR总体方案设计
燃煤锅炉生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O组成，其中NO含量超过90%，NO2约占5~10%，N2O只占1%左右。项目1台蒸发量为10t/h蒸汽锅炉出口处NOx浓度均为450mg/Nm3,拟采用SNCR+SCR脱硝工艺能达到锅炉氮氧化物排放小于100mg/Nm3的排放要求。我方设计的脱硝系统由7个模块组成：氨水溶液制备储存模块、在线稀释模块、计量分配模块、喷射模块、SCR反应模块、控制模块。
本工程采用30%浓度的氨水溶液，储存在氨水溶液储罐中，通过在线稀释成5%浓度左右浓度喷入烟道中。
2.2 氨水溶液制备储存模块
1) 氨水溶液储罐
氨水溶液经由2台氨水溶液给料泵（1用1备）进入氨水溶液储罐。设置1 个氨水溶液储罐，罐的容积满足3 天的用量（30%浓度氨水溶液）要求，储罐的容积为10m3。采用304不锈钢制造，储罐为立式平底结构，装有液位计、温度计、浓度计等测量设备，装有人孔、梯子及通风孔等。储罐露天放置时，四周加有隔离防护栏，并采用保温和蒸汽伴热使储罐内温度不低于30%浓度氨水溶液结晶温度18℃，并将考虑现场其他情况变量包括地震带，风载荷、雪载荷和温度变化等。
2) 溶液给料泵
氨水溶液给料泵采用2台多级离心泵（1用1备），系统设有电磁流量计和压力变送器等设备。
2.3 在线稀释模块
当锅炉负荷或炉膛出口的NOx浓度变化时，送入炉膛的氨水溶液的量也应随之变化，这将导致送入喷射器的流量发生变化。若喷射器的流量变化太大，将会影响到雾化喷射效果，从而影响脱硝率和氨残余。因此，设计了在线稀释模块，用来保证在运行工况变化时喷嘴中流体流量基本不变。30%浓度氨水溶液和稀释水通过静态混合器稀释成一定比例喷入炉膛。
1）氨水溶液输送泵
氨水溶液输送泵采用2台多级离心泵（1用1备），供1台炉脱硝使用。 2）稀释水输送泵
稀释水输送泵采用2台多级离心泵（1用1备），供1台炉脱硝使用。
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