（广东省粤泷发电有限责任公司广东罗定527217）
摘要：电厂脱硝工艺的选取主要根据环保排放的要求、炉型的大小、经济性的高低以及电厂效益水平确定，脱硝工艺水平的高低直接关系到电厂运行的经济效益及环境效益，对电厂的可持续发展具有十分重要的影响。本文结合某电厂实例，对SNCR与SCR联合脱硝工艺在该电厂中的应用进行了详细的介绍，为部分大型炉子合理选取脱硝工艺提供了一个思路。
关键词：电厂；SNCR；SCR；脱硝；应用
0引言
随着我国工业化进程的不断推进，工业污染问题越来越受重视，其中氮氧化物污染空气的问题尤为突出。在电厂运行中，锅炉会产生大量的氮氧化物，需要采取有效的脱硝工艺进行处理，从而满足电厂排放的要求。当前，SNCR与SCR是世界上两种主流的脱硝工艺，罗定电厂根据其实际情况，在420t/h采用SNCR与SCR联合脱硝工艺，有效确保脱硝系统的安全、可靠运行，实现电厂的达标排放，为部分大型炉子合理选取脱硝工艺提供了一个思路。
1试验设备和工艺选择
1.1主要烟气参数
电厂的脱硝工艺水平直接关系到电厂的运行效益和运行效率，对其工艺展开探讨十分必要。广东省粤泷发电有限责任公司（罗定电厂）#1、#2锅炉为东方电气集团东方锅炉股份有限公司设计制造的DG420/13.7-II2型一次中间再热п型布置、超高压自然循环汽包炉。原设计煤种为晋东南无烟煤，2012年电厂委托东方锅炉进行了改烧山西烟煤和山西烟煤与内蒙煤混煤或山西烟煤与印尼煤混煤的改造。某电厂锅炉主要参数如表所示：
在本工程中，选择尿素作为还原剂。此时，该联合工艺的脱硝效率受到炉内温度分布、尿素溶液的喷入量及扩散速率、SCR工艺中催化剂的性质和含量的影响。在理想情况下，该联合工艺能达到80%以上NOx的脱除率和氨的逸出浓度在3PPM以下的要求。然而，在保证NOx的脱除率的同时，也要尽量减少还原剂的消耗量和所需催化剂的体积。
在SNCR/SCR工艺的运行中，不仅要求在SNCR系统中喷入的氨满足温度窗口的要求，而且要求能调节这些逸出氨的量从而满足总脱硝效率和氨的最低逸出浓度的要求。因此，保证联合工艺的脱硝效率，必须优化进入催化剂体内的氨与NOx的分布情况，保证SNCR与SCR工艺均能发挥出各自的脱硝效果。
2结果与讨论
2.1传统条件下的脱硝效果及原因分析
对于典型的煤粉炉而言，根据燃烧的温度窗口的特性，在SNCR脱硝工艺中一般将喷入点设置在炉膛中上部的燃尽区及上部再热器处。对于尿素溶液而言其温度窗口为850～1050℃，其最佳温度窗口为900～1050℃。当温度高于1100℃后，由于大量的氨被直接氧化成为NO，从而导致脱硝效率急剧下降；反之，当温度低于850℃时，由于脱硝反应速率较慢，会导致大量的氨未被反应，从而导致“氨逃逸”现象的发生。根据大量的工程经验，在布置氨喷入点时，应尽量将氨水的喷入点设置在温度窗口内。
在该项目中，在初步设计时，为了满足50%至100%负荷合的不同要求，首先在炉膛标高为30m的侧墙各布置了2个尿素溶液喷射点，在炉膛标高33.6m、36.5和39.5m的前墙处分别安装了5个、4个、3个尿素溶液喷射点，并测定其内部温度。通过测定发现，在标高为33.6m处的炉中心温度为1000～1100℃，在标高为33.6m处的炉中心温度为900～1100℃，在标高为39.5m处的炉中心温度为800～900℃，因此判断该温度区间基本处于SNCR工艺的温度窗口范围内，并在尾部烟道36.6m和38.3m处设置8个尿素溶液补氨喷射点，以上所有喷射点都采用锥形短喷枪喷射。具体喷氨位置如图2所示。
通过分析，发现问题的关键在于流场的复杂，SNCR的氨逃逸并没有较好的覆盖至SCR的截面，而是集中在后烟道截面，SCR补氨喷枪由于是短喷枪，补充氨不能完全覆盖整个前烟道截面，导致部分烟气并没有发生NOx脱除反应。另在燃烧的过程中，由于氧量不足，使得烟煤其不易完全燃烧，飞灰可燃物偏高，容易放出一氧化碳(CO)等可燃气体，而CO会对SNCR的脱硝效率产生显著的影响。
CO与基元的反应式主要如式(1)和式(2)所示。国内外的研究结果均表明，在低温的条件下，CO含量的增加，会促进生成更多的OH基元，即(2)式占主导。由于OH基元是脱硝过程中的关键物质，因此会加快总的NOx的分解，提高NOx的脱除率。而在高温下，过程恰恰相反，随着CO浓度的上升，会过多的消耗OH基元，此时(1)式占主导，从而导致NOx脱除率的下降。
CO+OH↔CO2+H(1)
O2+H↔O+OH(2)
对于低温和高温的界定，一般认为，当采用尿素溶液作为还原剂时，当烟气温度高于850℃且CO浓度超过1000ppm后，可基本认为CO浓度与SNCR脱硝效率之间的关系基本符合高温条件下的变化规律，即随着CO浓度的进一步上升，脱硝效率将会降低。随着CO与NH3比例的增加，温度窗口逐渐向低温区移动，并且最大脱硝率明显下降，如图3所示。
从图5可知，在调整了喷枪喷入点后，出口NOx浓度显著降低，范围为80～120mg/Nm3，平均出口浓度为95mg/Nm3，平均脱硝率为80%。出口氨逃逸浓度基本都在5ppm以下，平均氨逃逸浓度为2.5ppm，基本达到设计要求。
3结语
综上所述，SNCR与SCR联合脱硝工艺具有经济性高、脱硝效果显著、工艺效率高等优点，在电厂中的应用能够保障脱硝系统的可靠运行，减少电厂运行对环境造成的污染。同时，在SNCR与SCR联合脱硝工艺应用于电厂时，温度墙的选择、喷枪的覆盖面、烟气流场、燃烧方式对工艺效果影响较大，要结合炉子的实际情况，进行合理的调整和布置，SNCR与SCR联合脱硝工艺是可以确保电厂烟气排放达标，促进电厂的可持续发展。
参考文献：
[1]SNCR+SCR烟气联合脱硝工艺在电站锅炉中的应用[J].朱晨曦,郑迎九,周昊.中国电力.2016(02)
[2]SNCR-SCR联合脱硝工艺的工程应用[J].臧洪泉,于雅泽.煤气与热力.2015(10)
[3]选择性非催还还原与先进再燃技术的实验及机理研究．吕洪坤.2009．