SNCR煙氣脫硝工藝化學反應機理及其設備防腐

唐工

氮氧化物NOx是污染大氣的主要污染物之一，主要來自化石燃料的燃燒和硝酸、電鍍等工業廢氣以及汽車排放的尾氣，其特點是量大而面廣，難以治理。目前，處理氮氧化物廢氣的方法主要有液體吸收法、固體吸附法、等離子活化法、催化還原法、催化分解法、生物法等。

與濕法煙氣脫硝技術相比，干法煙氣脫硝技術的主要優點是：基本投資低、設備及工藝過程簡單、建設周期短、設備可兼容、脫除NOX的效率也較高、無廢水和廢棄物處理、不易造成二次污染（歡迎免費注冊，登陸中國涂料在線（涂料在線）行業門戶網址www.zx446.com，免費發布供求，免費發布產品，免費發布企業動態）。所以，大型的火電、水泥、鋼鐵、石油煉化等企業通常采用干法脫硝技術。根據反應機理，又可分為選擇性催化還原法（SCR）、選擇性非催化還原法（SNCR）、聯合脫硝法、電子束照射法和活性炭聯合脫硫脫硝法。本文主要介紹選擇性非催化還原煙氣脫硝工藝化學反應機理。

選擇性非催化還原脫硝（ive non-catalytic reduction denitrification，簡稱SNCR）是一種不用催化劑，在850-1100℃的溫度范圍內，將含有氨基的還原劑（如氨水、尿素溶液等）噴入爐內，將煙氣中的NOx還原脫除，生成氮氣和水的清潔脫硝技術。

煙氣中NOx按其生成來源可以分為燃料型NOx（燃料燃燒過程中產生）、熱力型NOx（空氣中的氮氣高溫氧化生成）、瞬態型NOx（火焰前沿生厲的HCN、CN等中間物轉化而成）。

N2+O2→2NO            ①

NO+1/2O2→NO2         ②

從熱力學上分析，①式的逆反應也是可以自發進行的，但是在低溫情況下，反應速度非常的低，至今為止還沒有找到相應有效的催化劑。因此，要將NO還原成N2，需要加入還原劑。氨是目前煙氣脫硫中有效的還原劑，在有氧的情況下，NH3與煙氣中的NOx還原反應如下：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O        ③

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O       ④

由于煙氣中以NO為主，在NO/NH3摩爾比接近1，氧氣所占比例較小時，反應③是主要的，即N2 是主要反應產物。另外，NO和NH3一堂可生成溫室氣體N2O。

4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O        ⑤

如果NO/NH3<1，就意味著除了反應③以外，NH3還可以通過下述反應被氧氣氧化：

2NH3+3/2O2→N2 + 3H2O         ⑥

2NH3+2O2→N2O + 3H2O          ⑦

2NH3+5/2O2→2NO + 3H2O        ⑧

在沒有催化劑存在時，③、④式需要在900℃的溫度條件下才能發生。SNCR工藝利用鍋爐頂部850℃—1050℃的高溫條件，直接噴入NH3還原NOx，在此濁度下，式⑥、⑦、⑧的反應全部可以發生，增加了NH3的消耗。SNCR工藝脫硝效率僅有50%左右，并且要求較高的NH3/NO比值，由此造成了NH3的逃逸量高達0.002%，而且生成的氨鹽腐蝕和堵塞空氣預熱器等問題。

選擇性非催化還原脫硝工藝煙氣中除了常見的腐蝕介質，如SO2、SO3、H2S、HCl、NO2以外，還存在NH3腐蝕、高溫氧化腐蝕、粉塵沖刷磨蝕等現象，腐蝕現象嚴重，設備維修更換頻繁。因此，選擇合適的、耐高溫的防腐涂料就顯得非常重要。北京志盛威華公司生產的多款涂料均可適用于此工況的設備防腐，如耐溫750℃的煙氣防腐涂料，耐溫1200℃的高溫封閉涂料和復合陶瓷涂料等，如果需要更多的資料與防腐方案可以咨詢志盛威華總部唐工。