窯爐 回轉窯 鍋爐煙氣治理技術:SNCR與SCR脫硝技術的核心差異
現有的鍋爐(或窯爐)煙氣脫硝處理工藝中,主要有SNCR和SCR這兩種重要的煙氣脫硝技術,它們都是用來去除燃燒過程中產生的氮氧化物(NOx)的方法,但它們在原理、效率、成本和復雜性上有顯著區別。
一句話概括:
•SNCR(選擇性非催化還原):可以理解為在爐膛里“噴藥”,方法相對簡單,成本較低,但脫硝效率也較低。
•SCR(選擇性催化還原):可以理解為在煙道里加裝一個“高級凈化器”,方法復雜,成本高,但脫硝效率極高。
一、SNCR - 選擇性非催化還原
1.工作原理:將含有氨基的還原劑(通常是氨水或尿素溶液)在不使用催化劑的情況下,直接噴入爐膛中溫度為 850℃ ~ 1100℃的區域內。在這個高溫窗口下,還原劑與煙氣中的NOx發生化學反應,生成無害的氮氣(N?)和水(H?O)。
2.核心特點:
(1)無需催化劑:這是與SCR最根本的區別。
(2)溫度窗口苛刻:反應對溫度非常敏感。溫度過低,反應不完全,會造成“氨逃逸”(氨泄漏);溫度過高,還原劑會被氧化,反而可能生成更多的NOx。
(3)系統簡單:主要設備是還原劑儲存罐、噴射泵和噴槍。投資成本和運行維護成本相對較低。
(4)脫硝效率中等:通常能達到 30% ~ 50% 的脫硝效率。
(5)氨逃逸較高:由于反應不完全,SNCR的氨逃逸率通常高于SCR。
(6)適用場景:對脫硝效率要求不高的中小型鍋爐、工業窯爐、垃圾焚燒爐。
(7)作為SCR技術的補充,用于提高整體脫硝效率或降低SCR系統的運行負荷。
二、SCR - 選擇性催化還原
1.工作原理:將還原劑(通常是氨水或尿素水解后的氨氣)噴入煙氣中,使它們與煙氣混合均勻,然后使混合氣體穿過一個裝滿催化劑的反應器(SCR反應器)。在催化劑的作用下,還原劑與NOx在較低的溫度下(通常為300℃ ~ 400℃) 發生更充分、更高效的反應,生成氮氣和水。
2.核心特點:
(1)需要催化劑:催化劑是SCR技術的核心,它降低了反應所需的活化能,使得反應可以在更優、更易控制的溫度下高效進行。
(2)溫度范圍更優:有催化劑的存在,最佳反應溫度窗口更寬、更易控制。
(3)系統復雜,投資高:系統包括復雜的催化劑層、大型反應器、吹灰裝置等。催化劑本身價格昂貴且需要定期更換。
(4)脫硝效率極高:是目前最主流的高效脫硝技術,脫硝效率可達80% ~ 90% 以上。
(5)氨逃逸低:反應更完全,因此未反應的氨(氨逃逸)很少。
(6)適用場景:對環保排放要求嚴格的大型設施,如大型燃煤電廠、燃氣輪機、大型工業鍋爐、船舶發動機、汽車柴油機(尾氣后處理)等。這是目前世界上應用最廣泛、最成熟的商用高脫硝效率技術。
三、核心區別對比表
|
特性 |
SNCR(選擇性非催化還原) |
SCR(選擇性催化還原) |
|
核心技術 |
不使用催化劑,依靠高溫反應 |
使用催化劑,在催化劑表面反應 |
|
反應溫度 |
850℃ ~ 1100℃(高溫窗口) |
300℃ ~ 400℃(中溫窗口) |
|
脫硝效率 |
中等(30% ~ 50%) |
高(80% ~ 95%+) |
|
氨逃逸 |
較高 |
很低 |
|
系統復雜性 |
簡單,主要為噴射系統 |
復雜,包含反應器、催化劑層等 |
|
占地面積 |
小 |
大(需要安裝大型反應器) |
|
初始投資 |
低 |
高 |
|
運行成本 |
低(主要是還原劑) |
高(還原劑+催化劑更換+壓損增加的電耗) |
|
應用場景 |
中小型鍋爐、工業窯爐、作為輔助 |
大型電廠、嚴格排放標準設施 |
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