还原剂喷入系统必需能将还原剂喷入到炉内最有效的部位,由于NOx的分布在炉膛对流断面上是常常变化的,假如喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不平均,则会泛起分布较高的氨逃逸量。
引起SNCR系统氨逃逸的原因有2种,一是因为喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应;另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不平均。NH3是高挥发性的有毒物质,氨的逃逸会造成新的环境污染。近年的研究表明,用尿素作为还原剂时,NOx会转化为N2O,N2O会破坏大气平流层中的臭氧,除此之外,N2O还被以为会产生温室效应,因此产生N2O题目已引起人们的正视。
为保证脱硝反应能充分地进行,以起码的喷入NH3量达到的还原效果,必需想法使喷入的NH3与烟气良好地混合。
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般不高,受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低NOx燃烧技术的增补处理手段。
当反应温渡过高时,因为氨的分解会使NOx还原率降低;另一方面,反应温渡过低时,氨的逃逸增加,也会使NOx还原率降低。NH3的反应温度区为900～1100℃。NH3为还原剂:4NH3+4NO+O24N2+6H2O尿素为还原剂:2NO+CO(NH2)2+12O22N2+CO2+2H2O当温度高于1100℃时,NH3则会被氧化为NO,即:4NH3+5O24NO+6H2O。
不同还原剂有不同的反应温度范围,此温度范围称为温度窗。采用SNCR技术,目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。在较大的燃煤锅炉中,还原剂的平均分布则更难题,由于较长的喷入间隔需要笼盖相称大的炉内截面。若喷入的NH3不充分反应,则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰轻易沉积在锅炉尾部的受热面上,而且烟气中NH3碰到SO3会产生(NH4)2SO4,轻易造成空气预热器堵塞,并有侵蚀的危险。在900～1100℃的范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应如下。
选择性催化还原脱除NOx的运行本钱主要受催化剂寿命的影响,因此提出一种不需要催化剂的选择性还原,这就是选择性非催化还原技术。还原剂喷入炉膛温度为900～1100℃的区域,该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应天生N2,该方法是以炉膛为反应器。该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应,不用催化剂,因此必需在高温区加入还原剂。
研究发现,在炉膛900～1100℃这一狭窄的温度范围内,在无催化剂作用下,NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx,基本上不与烟气中的O2作用,据此发展了SNCR法。