Технология SNCR-денитрификации

Описание принципа процесса

Без использования катализатора, с помощью восстановителя оксиды азота в дымовых газах восстанавливаются до безвредных азота и воды. «Селективное некаталитическое восстановление» (Selective Non-Catalytic Reduction, сокращенно SNCR) — это метод денитрификации, не требующий катализатора. Для достижения высокой химической реакционной активности технология SNCR требует при высокой температуре в топке (900–1150 °C) использования аммиака или мочевины и других аминосодержащих восстановителей для селективного восстановления NOx в дымовых газах.

Как правило, восстановитель трудно равномерно смешивается в топке или газоходе, поэтому эффективность денитрификации SNCR будет ниже 50%, в то время как эффективность SCR, требующего катализатора, может достигать более 90%. Благодаря низким капитальным затратам и удобству модернизации, технология SNCR-денитрификации подходит для совместного применения с другими технологиями денитрификации, поэтому она получила широкое применение на угольных котлах, особенно при модернизации денитрификации на старых электростанциях.

Химический принцип

Оксиды азота в дымовых газах при сжигании в котле включают NO и NO₂, при этом NO составляет более 90% NOx в дымовых газах. Поэтому процесс денитрификации в основном направлен на удаление NO.

Уравнения химических реакций:

CO(NH₂)₂→2NH₂+CO

NH₂+NO→N₂+H₂O

CO+NO→N₂ +CO₂

Суммарная реакция:

NO+CO(NH₂)₂+1/2O₂→2N₂+CO₂+2H₂O

4NH₃+5O₂— 4NO+ 6H₂O

При соответствующей температуре в топке NOx реагирует с восстановителем (мочевиной), образуя безвредные азот, углекислый газ и воду (см. уравнение 1.1). При слишком высокой температуре сама мочевина может окисляться до NOx, что, наоборот, увеличит выбросы NOx (см. уравнение 1.2).

Основное технологическое оборудование и его функции

1. Система хранения и приготовления восстановителя: общая емкость системы хранения рассчитывается исходя из общего расхода за 5 суток работы SNCR-установки котла в режиме BMCR;
2. Система дозирования, распределения и подачи: система дозирования и распределения оснащена фильтрами для предотвращения засорения оборудования;
3. Система впрыска: с помощью форсунок восстановитель впрыскивается в топку в соответствующем температурном окне;
4. Электрическая система управления: оснащена полной и независимой системой контрольно-измерительных приборов и управления.

Технические особенности

1. Небольшая занимаемая площадь, подходит для модернизации старых агрегатов
2. Не требует использования катализатора
3. Низкие капитальные затраты и относительно низкие эксплуатационные расходы
4. Нечувствительна к изменению марки угля
5. Короткий срок строительства, простой монтаж
6. Не требует замены дымососа
7. Использование безопасного восстановителя — мочевины
8. Эффективность денитрификации: 40%–60%