脱硝系统氨气温度低对反应有影响吗？
1.脱硝工艺简介
NOX的控制方法从燃料生命周期的三个阶段开始，即燃烧前、燃烧中和燃烧后。目前对燃烧前脱硝的研究很少，几乎所有的脱硝都集中在燃烧中和燃烧后NOX的控制上。因此，燃烧中NOX的所有控制措施统称为一级措施，燃烧后NOX的控制措施统称为二级措施，也称为烟气脱硝技术。
目前燃烧中广泛应用的NOX控制技术是低NOX燃烧技术，主要包括低NOX燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧。
应用于燃煤电站锅炉的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(选择性非催化还原)和SNCR/SCR混合烟气脱硝技术。
2 .SCR烟气脱硝技术
近年来，选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展迅速，在欧洲和日本得到了广泛应用。目前，催化还原烟气脱硝技术被广泛应用。
1)SCR脱硝反应
目前国际上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR。两种方法都是利用氨的还原作用，在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原成对大气影响很小的N2和水。还原剂是NH3，但不同的是在尿素工艺SCR中，尿素首先被一个装置转化为氨，然后被输送到SCR催化反应器。转化方法是将尿素喷入分解室，分解室提供尿素分解所需的混合时间、停留时间和温度，使从该室分解出来的氨基产物成为SCR的还原剂，通过催化剂发生化学反应后，生成氨和水。尿素分解室分解氨有热解和水解两种方法，主要化学反应方程式为:
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
在整个工艺设计中，通常是先将氨蒸发，然后与稀释空气或烟气混合，再通过分配网格喷入SCR反应器上游的烟气中。典型的SCR反应原理示意图如下:
在SCR反应器中，NO通过以下反应被还原:
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
当烟气中有氧气时，第一个反应优先，所以氨的消耗和NO的还原是一一对应的关系。
在锅炉烟气中，NO2一般占总NOX浓度的5%左右，NO2参与以下反应:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上述两个反应表明，还原NO2比还原NO需要更多的氨
在大多数锅炉烟气中，NO2只占总NOX的一小部分，所以NO2的影响并不显著。
SCR系统的NOX脱除效率通常很高，喷入烟气中的氨几乎完全与NOX反应。少量的氨没有反应，而是作为氨从反应器中逸出。一般来说，对于新的催化剂，逸出的氨量很低。然而，当催化剂失活或表面被飞灰覆盖或堵塞时，逸出的氨量会增加。为了保持所需的NOX去除率，有必要增加反应器中的NH3/NOX摩尔比。当无法保证脱硝效率和/或氨逃逸量的预设性能标准时，需要在反应器中添加或更换新的催化剂，以恢复催化剂的活性和反应器的性能。从开始使用新催化剂到更换新催化剂的时间称为催化剂寿命。
2)SCR系统组成和反应器布置
在选择性催化还原过程中，氮氧化合物和NH3在催化剂的作用下被还原。催化剂置于固定反应器中，烟气通过反应器，平行流过催化剂表面。催化剂单元通常垂直布置，烟气自上而下流动。如下图所示:
SCR系统一般由氨储存系统、氨与空气混合系统、喷氨系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。下图显示了典型SCR烟气脱硝工艺系统的基本流程图:
3 .SNCR烟气脱硝技术
通过选择性催化还原去除NOX的操作成本主要受催化剂使用寿命的影响。一种没有催化剂的选择性还原工艺可能更有吸引力，这就是选择性非催化还原技术。在该技术中，NH3、尿素等还原剂被喷入炉内，在没有催化剂的情况下与NOX进行选择性反应，因此必须在高温区域添加还原剂。还原剂喷入炉温850 ~ 1100℃的区域，还原剂(尿素)迅速分解成NH3，并与烟气中的NOX反应生成N2。这种方法把炉子当作一个反应器。
发现在炉内850 ~ 1100℃的狭窄温度范围内，NH3或尿素等氨还原剂可以在没有催化剂的情况下选择性还原烟气中的NOX，且基本不与烟气中的O2相互作用，于是发展了SNCR法。在850～1100℃范围内，NH3或尿素还原NOX的主要反应如下:
NH3作为还原剂
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
尿素作为还原剂
NO+CO(NH2)2+1/2o 2→2 N2+CO2+H2O
当温度高于1100℃时，NH3会被氧化成
4NH3+5O2→4NO+6H2O
不同的还原剂有不同的反应温度范围，称为温度窗口。NH3反应的最佳温度范围为850 ~ 110o℃。当反应温度过高时，氨的分解会使
另一方面，当反应温度过低时，氨的逸出会增加，这也会降低氮氧化合物还原速率。NH3是一种高挥发性有毒物质，氨的逸出会造成新的环境污染。
SNCR系统中氨逃逸有两个原因。一个是注入点的低烟气温度影响氨和氮氧化合物之间的反应；另一种可能性是喷射的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷射系统必须能够将还原剂喷射到炉的有效部分，因为炉中氮氧化合物的分布经常变化。如果喷入控制点太少或喷入炉膛某一段的氨分布不均匀，就会出现氨逃逸的高分布。在较大的燃煤锅炉中，均匀分布还原剂更加困难，因为长的喷射距离需要覆盖炉膛中相当大的横截面。为了保证脱硝反应能够充分进行，并以少量喷入的NH3达到良好的还原效果，需要尽量使喷入的NH3与烟气充分混合。如果喷入的NH3没有充分反应，逸出的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上，而且当烟气中的NH3遇到S03时会生成(NH4)2S04，容易堵塞空气预热器，造成腐蚀。
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%-40%，受锅炉结构和尺寸影响较大，常作为低NOX燃烧技术的补充处理手段。使用SNCR技术，目前的趋势是使用尿素代替氨作为还原剂。值得注意的是，最近的研究表明，当尿素作为还原剂时，NOX会转化为N2O，破坏平流层中的臭氧。此外，N2O也被认为具有温室效应，因此N2O的产生问题引起了人们的关注。
综上所述，SCR脱硝工艺技术先进，技术成熟，经济合理，有大量的工业成果，脱硝效率高。目前计划选择效率高的SCR技术。
4.过程系统的描述
SCR脱硝系统由三个子系统组成，SCR反应器及其附属系统、氨储存及处理系统和喷氨系统。
4.1氨储存系统
(1)系统组成
液氨储存系统包括液氨卸载压缩机和液氨储罐。
(2)流程描述
还原剂(氨)由罐车运输，储存在储罐中。在高压下，氨被液化以减少运输和储存的体积。市场上购买的还原剂(液氨纯度为99.6%)由供应商用罐装车(以液体形式储存在压力容器中)运输至氨储存场所。储罐中的气态氨由卸氨压缩机抽出，然后将槽车中的液氨挤入液氨储罐储存。使用时，储罐中的氨靠自身压力输送到蒸发器中。
卸载压缩机
卸载压缩机为往复式压缩机，系统配有两台卸载压缩机，一台运行，一台备用。
液氨储罐
本项目配备两个液氨储罐，供两个炉子使用。液氨储罐的大灌装量为25m？。氨储罐组可供应设计条件下两炉的用量，每天24小时运行，连续运行7天。液氨储罐配有溢流阀、止回阀、紧急切断阀和安全阀，用于储罐的安全运行保护。储罐还配有温度计、压力表、液位计和相应的变送器，当储罐内的温度或压力较高时，向主机的DCS控制系统发出信号并报警。工业喷水管道和喷嘴安装在储罐周围。当储罐中的液氨温度过高时，自动喷水装置启动，对储罐进行喷水降温。
4.2氨注入系统
(1)系统组成
喷氨系统包括氨蒸发器、氨缓冲罐、氨稀释罐、废水泵、废水池等。
(2)流程描述
储罐中的液氨靠自身压力输送到蒸发器，氨在蒸发器中蒸发(蒸汽加热)。每个蒸发罐配有压力控制阀，将氨的压力控制在≤2kg/cm2。当出口压力超过2kg/cm2时，切断节流阀，停止液氨供应。从蒸发罐蒸发出来的氨流进入氨缓冲罐，通过氨管道输送到各炉的SCR反应装置。然后用空气稀释高浓度无水氨，这样氨/空气混合物是安全和不可燃的。氨/空气混合物通过安装在SCR入口烟道中的氨注入格栅注入SCR系统。
(3)主要设备的选择
液氨蒸发罐
液氨蒸发所需热量由低压蒸汽提供，* *设有两个液氨蒸发罐(一用一备)。蒸发罐配有安全阀，以防止设备压力异常高。液氨蒸发罐的面积按BMCR条件下单台容量100%设计。
氨缓冲罐
氨缓冲罐的作用是稳定氨的供应，避免受蒸发罐运行不稳定的影响。缓冲罐上还有一个安全阀，用于保护设备。
氨稀释罐
氨稀释罐为立式罐，罐内液位由满溢管道维持。稀释槽设计用于连接槽的顶部和槽的侧面。从液氨系统各排放口排出的氨气经管道收集后从稀释罐下部进入。氨气通过分散管分散到稀释槽水中，大量的水用来吸收安全阀排出的氨气。
稀释风扇
注入锅炉烟道的氨气是空气稀释后含有约5%氨气的混合气体。所选风机满足脱除烟气中氮氧化合物的要求，并留有一定余量。稀释风机按1台100%容量设置2台(1用1备)，共4台离心稀释风机。
氨/空气混合器
为了实现氨和稀释空气的充分和均匀混合，
氨泄漏探测器
液氨储存和注入系统周围有三个氨探测器，用于检测氨的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当探测器检测到大气中氨的浓度过高时，会在机组控制室发出警报，操作人员将采取必要的措施防止氨泄漏的异常情况。电厂的液氨储存和供应喷射系统远离机组，并采取措施与周围环境隔离。
污水系统
液氨储存及注入系统的排氨管道为封闭系统，将通过氨稀释罐吸收成氨废水后排入废水池，再由废水泵送至主厂房废水处理站。
氮气吹扫
液氨储存和注入系统是一个关键的安全问题，以保持系统的严密性，防止氨泄漏和氨与空气混合引起的爆炸。基于这一考虑，本系统的卸料压缩机、液氨储罐、氨蒸发器和氨缓冲罐均设有氮气吹扫管线。在排放液氨之前，上述设备应分别进行严格的系统严密性检查和通过氮气吹扫管道进行氮气吹扫，以防止氨泄漏并与系统中的剩余空气混合。