摘 要： SNCR脫硝技術(shù)能夠有效降低煙氣中的氮氧化物含量。文章系統(tǒng)分析了SNCR脫硝控制系統(tǒng)的基本實現(xiàn)和運行原理，并重點闡述了SNCR脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計要點，以期為提高SNCR脫硝控制系統(tǒng)的性能提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞： SNCR脫硝控制系統(tǒng);設(shè)計;噴射器;還原劑分配系統(tǒng)

一、 引言

SNCR系統(tǒng)是一種“選擇性非催化還原脫氮”工藝系統(tǒng)，可有效降低煙氣中的氮氧化物含量。通過向焚燒爐內(nèi)800℃到1000℃之間的煙氣區(qū)域，噴射一定濃度的尿素溶液，在高溫下尿素與氮氧化物反應(yīng)生成N2、H2O等無害物質(zhì)，從而減少氮氧化物的排放量。對于選擇性非催化還原法，SNCR是在高溫焚燒爐或煙道內(nèi)噴射還原劑，有選擇地與氮氧化物進行反應(yīng)生成氮氣與水的方法。一般情況在低溫條件下不反應(yīng)，脫氮率高的溫度范圍是850℃～1050℃。對于催化劑的噴射，如果過量噴射，由于選擇反應(yīng)率低，使得還原劑氨氣直接進入煙囪，則產(chǎn)生紫煙。所以SNCR控制系統(tǒng)必須有效控制噴射當(dāng)量，根據(jù)噴射量得出相應(yīng)的脫氮率。

二、 項目概況

氮氧化物（NOx）指的是在進行燃燒過程中受到氮的氧化作用所生成的氣體。NOx氣體排放的主要來源為火電廠、垃圾焚燒廠以及水泥廠等，如何做好這些行業(yè)的NOx的排放限制成為氮氧化物減排關(guān)注的重點。其中，SNCR脫硝技術(shù)能夠有效降低廢氣中氮氧化物的含量。在四川峨勝水泥集團股份有限公司脫硝改造項目中，通過SNCR脫硝系統(tǒng)及相關(guān)的自動控制軟件的應(yīng)用實現(xiàn)了水泥生產(chǎn)線的高效脫硝。

三、SNCR脫硝控制系統(tǒng)

SNCR脫硝自動控制系統(tǒng)包括儲槽、輸送泵、噴射裝置、加熱裝置、空氣預(yù)熱器和控制系統(tǒng)。儲槽用于存儲還原劑，還原劑為氨氣、氨水或者尿素;輸送泵用于輸送還原劑;噴射裝置包括液體霧化噴槍和空氣壓縮裝置;控制系統(tǒng)為生產(chǎn)線中控DCS或PLC自動控制系統(tǒng)。DCS是分散控制系統(tǒng)的簡稱，主要由以下兩部分構(gòu)成，分別是過程控制級以及過程監(jiān)控級，并且借助通信網(wǎng)絡(luò)來作為連接紐帶，將本系統(tǒng)的硬件設(shè)備各電動和氣動元件的狀態(tài)和控制信號、容器內(nèi)液體的液位信號接入中控DCS系統(tǒng)，由控制室主操作電腦實現(xiàn)過程可視化監(jiān)控。將還原劑溶液輸送到儲槽中，加軟化水進行稀釋，攪拌電機攪動以混合均勻，經(jīng)輸送泵輸送經(jīng)過噴射裝置霧化噴入分解爐，加熱裝置進行加熱，在高溫有氧的條件下，還原劑與煙氣入口中的NOx反應(yīng)生成無害的氮氣和水，并經(jīng)過空氣預(yù)熱器出口排除，從而降低煙氣中NOx的含量。還原劑由儲槽上端的還原劑入口倒入，通過輸送泵輸送到儲液罐里備用，當(dāng)溫度低于要求的溫度時，可通過儲液罐的加熱裝置進行加熱，加熱裝置為蒸汽加熱器。儲液罐中的還原劑溶液通過輸送泵送到噴射區(qū)，并均勻地配給每個噴射裝置進行噴射。這種方法所采用的工作原理是以氨水或尿素溶液作為還原劑，用一定比例的水將其稀釋，霧化后注入分解爐。在分解爐內(nèi)一定的高溫下，尿素溶液等氨基還原劑可以在無催化劑的作用下選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2和H2O，是一種選擇性化學(xué)過程。

四、 SNCR脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計

（一）脫硝系統(tǒng)噴射器設(shè)計

在SNCR脫硝控制系統(tǒng)中，脫硝還原劑噴射器是關(guān)鍵的組成部分。對于可用于SNCR脫硝系統(tǒng)的噴射器，包括噴射裝置，噴射裝置的前端設(shè)置有噴嘴部件，尾端設(shè)置有混料裝置，還包括水平旋轉(zhuǎn)裝置，由內(nèi)至外依次包括水平旋轉(zhuǎn)軸、水平旋轉(zhuǎn)軸承和水平旋轉(zhuǎn)底座;支撐架;垂直旋轉(zhuǎn)裝置，由內(nèi)至外依次包括垂直旋轉(zhuǎn)軸、與垂直旋轉(zhuǎn)軸相配合的垂直旋轉(zhuǎn)軸承和垂直旋轉(zhuǎn)固定套。該設(shè)計解決了現(xiàn)有技術(shù)中噴射器只能沿一個方向轉(zhuǎn)動的技術(shù)問題，更加能夠根據(jù)爐內(nèi)溫度變化、煙氣的走向調(diào)節(jié)噴射器的噴射角度，有利于還原劑與煙氣充分混合，提高了SNCR的脫硝效率，同時將混料裝置設(shè)置在噴射裝置的尾端可以使還原劑與壓縮空氣接觸時間更長，混合更為均勻，混合物的霧化效果更好。

（二）脫硝還原劑分配系統(tǒng)設(shè)計

在SNCR脫硝噴射控制系統(tǒng)中，脫硝還原劑分配系統(tǒng)由若干分配支路組成，每一分配支路分別獨立地與完全覆蓋各噴射點的若干噴射裝置相連，各分配支路上均設(shè)有閥門，能夠?qū)崿F(xiàn)在線沖洗及在線停退槍檢修維護。在自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置中，自動調(diào)節(jié)機構(gòu)包含步進電機、導(dǎo)向滑塊和固定臂，固定臂的兩端分別與還原劑管道及步進電機相連，步進電機裝于導(dǎo)向滑塊上，這樣通過步進電機在導(dǎo)向滑塊上的前進或后退，從而帶動固定臂及還原劑管道作前后運動。壓縮空氣管道的前端呈收口狀，使此處壓縮空氣突然收縮而進入還原劑管道內(nèi)。在壓縮空氣管道的外周面上裝有固定法蘭，以便于裝置的安裝。

五、 SNCR脫硝控制系統(tǒng)的應(yīng)用

SNCR脫硝自動控制系統(tǒng)包括氨水儲罐、氨水輸送裝置、混合裝置、控制單元和噴氨裝置。氨水輸送裝置兩端分別連接氨水儲罐和混合裝置，外來氨水車存儲有作為還原劑的氨水，通過卸氨裝置將氨水存儲至氨水儲罐內(nèi);氨水輸送裝置為輸送管道，用于將氨水輸送至混合裝置中，混合裝置和注水裝置連接;混合裝置包括混合罐、攪拌器、稀釋水泵和輸送泵，氨水輸送到混合罐中后，通過自來水水源接口和注水裝置加軟化水進行稀釋，混合裝置中的攪拌器攪動以混合均勻，混合均勻后的氨水稀溶液經(jīng)過氨水加壓裝置加壓后，通過噴氨裝置霧化噴入分解爐，氨水加壓裝置為加壓泵，噴氨模塊為霧化噴槍，在高溫有氧的條件下，氨氣與煙氣中的NOx反應(yīng)生成無害的氮氣和水，從而降低煙氣里面NOx的含量。

六、 結(jié)論

文章主要從脫硝系統(tǒng)噴射器、脫硝還原劑分配系統(tǒng)等方面分析了SNCR脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計要點，該SNCR脫硝控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能夠根據(jù)爐內(nèi)溫度變化、煙氣的走向調(diào)節(jié)噴射器的噴射角度，期望在SNCR脫硝控制系統(tǒng)的建設(shè)實際中可以對文章所述方法加以應(yīng)用。

參考文獻：

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作者簡介：? 周東海，南京西普環(huán)保科技有限公司。