影响水泥SNCR脱硝的原因分析及控制对策

侯圣勋(朝阳县环保局 辽宁 朝阳122000)

在我国，伴随着不断完善的环境保护法规，随之而来的是环境保护力度的增强， 所以控制水泥厂氮氧化物的排放就不可避免的列为环保指标之一。 所以， 对水泥厂氮氧化物排放量的减少，对我国水泥行业的发展与进步具有非常重要的作用[1]。 现阶段， 我国还没有启动水泥脱硝， 水泥脱硝的应用实践还不够成熟，对合理水泥脱硝技术进行积极探索，在很大程度上有利于在环保的前提下我国水泥行业的向前发展。

一、影响水泥SNCR 脱硝的因素

1、温度

在进行SNCR 脱硝的过程中， 如果温度过高会造成生成NOX 的加大，如果温度过低，则会导致不完全的脱硝反应。因此，温度的高低在很大程度上影响着水泥SNCR 脱硝。

2、氧含量

在温度比较低的状态下，随着氧含量的加大，水泥脱硝的效率也会随之增加。 然而，在温度比较高的情况中，氧含量通常不会影响到水泥脱硝的效率。 此外，很多水泥研究人员也认为对氧浓度的增加能够降低氨逃逸率， 而不足点是会导致氮氧化物脱硝效率的降低。

3、添加物的影响

3.1.H2O2

通过H2O2，将其分解后生成OH，以此来保证SNCR 反应的促进。 H2O2 中的添加物能够形成一种名为NH3-NO-O2 的系统，而且在无氧的环境,，550℃的温度，R=5，M=1 的情况下，水泥SNCR 脱硝的效率会高达90%，在H2O2 过量及有氧存在的情况下，氮氧化物的效率会出现下降[2]。 相关模拟实验表明：H2O2/NO=0.7，NH3/NO=1.5，690-710℃的温度， 过量空气系数大约在1.25 左右，这种状态下的水泥脱硝率大约为70%。

3.2.氢气

通常情况下，在H2 增加之后，能够使氮氧化物反应温度得以降低。 如果温度达到930 度以上，OH 浓度的不断加大会造成更加激烈的反应竞争，降低脱硝的反应速度，所以，在H2 增加之后会造成反应温度出现峰值移动。

3.3.碳氢化合物

存在的氧出现过量的情况下，C2H4 或者CH10 对还原氮氧化物都没有特别显著的影响，但是，在降低温度的情况下，就会开始产生影响。 然而，在脱硝效率达到一定条件后，碳氢化物对水泥SNCR 脱硝效率的影响并不是特别大。

4、水的影响

在水泥SNCR 脱硝的过程中， 水对其温度的适宜性存在一定的影响与制约，当水蒸气达到10%以上时，则会导致NO 的反应温度向30℃移动。

5、喷射方式

现阶段， 工业上在对水泥SNCR 工艺进行研究与使用的过程中，炉壁开口侧流喷入是最为普遍的还原剂喷射方式。 在一定程度上， 还原剂喷射的方式对水泥脱硝的效率有着直接性的影响。在噴氨达到4-10m 的高度时，氮氧化物能够和还原剂完美混合在一起，在喷岸超过10m 的高度时，氮氧化物的浓度沿着Z 的方向在喷氨处会出现程度不同的下降。 然而，烟气与还原剂不能够均匀的混合，高度不同，在喷氨高度附件都会出现一个峰值。这种现象说明在喷入NH3 之后快速消耗， 造成非常大的氮氧化物浓度梯度[3]。 对这些情况进行综合分析后表明，喷氨口的高度最好不好超过8m.

6、NH3/NO摩尔比

在反应时间为75s， 氧含量为4%的状况下对氨氮摩尔比影响水泥脱硝效率不同程度的影响进行研究发现， 在氨氮摩尔比R 大于1.5-2 时， 水泥脱硝的效率并未出现特别明显的上升，当R=1 时，水泥脱硝的效率大约为67%，在R=3 时，水泥脱硝的效率大约为90%[4]。

二、水泥SNCR 脱硝控制对策

在对水泥SNCR 脱硝进行控制的问题上， 通常要做到以下几点：

1.在进行SNCR 脱硝的过程中，对反应温度的合理控制非常重要,一般情况下，水泥SNCR 脱硝的反应温度区间通常以900-1000℃为宜。

2.子啊水泥脱硝的过程中，一定要对氧含量予以控制，在提高氮氧化物脱除效率的前提下，降低氨逃逸率[5]。

3.要保证NH3/NO 摩尔比的值处于3 的水平，这个比例能够更大程度上增加水泥SNCR 脱硝效率。

4.还要选择正确的喷射方式，相关研究表明，喷氨口的高度最好保持在8m 以下。

三、总结

对影响水泥SNCR 脱硝的因素进行分析， 并提出一些控制水泥SNCR 脱硝的建议与对策， 对各影响因素大小和相应选取范围予以确定，从而为水泥工业工程设计提供借鉴与参考。

[1]秦岭.水泥分解炉内SNCR 脱硝过程的模拟与优化［D］.武汉：武汉理工大学，2011∶54-55.

[2]RobinM.A.I.，Price,H.J.，Squires，R.T.Tailoring NH3 SNCRfor installation on power plants boilers ［J］. Joint EPA/EPRISymposium on Stationary Combustion NOX Control，1991（5）：99-118.

[3]M.Tayyeb JavedIrfan，B.M.GibbsNaseem. Control of combustiongenerated nitrogen oxides by selcetive non catalyticreduction ［J］. Environmental Management，2007，（83）6：251-289.

[4]梁秀进，仲兆平，金保升，等.SNCR 脱硝工艺的混合试验研究及热态验证［J］.锅炉技术，2009，40（6）：68－74.

[5]胡浩毅.以尿素为还原剂的SNCR 脱硝技术在电厂的应用［J］.电力技术，2009，（3）：21－24.