選擇性非催化還原法（SNCR）
SNCR技術(shù)的催化劑費(fèi)用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的40%左右，其運(yùn)行成本很大程度上受催化劑壽命的影響，選擇性非催化還原法脫硝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。選擇性非催化還原法（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）技術(shù)是一種不用催化劑，在850℃～1100℃范圍內(nèi)還原NOx的方法，還原劑常用氨或尿素，最初由美國(guó)的Exxon公司發(fā)明并于1974在日本成功投入工業(yè)應(yīng)用，后經(jīng)美國(guó)Fuel Tech公司推廣，目前美國(guó)是世界上應(yīng)用實(shí)例最多的國(guó)家。 該方法是把含有NHx基的還原劑噴入爐膛溫度為850℃～1100℃的區(qū)域后，迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。其反應(yīng)方程式主要為： 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O （5-6）
4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O （5-7）
8NH3+6NO2→7N2+12H2O （5-8） 而采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學(xué)反應(yīng)為：
(NH2)2CO→2NH2+CO （5-9）
NH2+NO→N2+H2O （5-10）
CO+NO→N2+CO2 （5-11）
SNCR還原NO的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，爐膛上噴入點(diǎn)的選擇，也就是所謂的溫度窗口的選擇，是SNCR還原NO效率高低的關(guān)鍵。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為850℃～1100℃，并隨反應(yīng)器類(lèi)型的變化而有所不同。當(dāng)反應(yīng)溫度低于溫度窗口時(shí)，由于停留時(shí)間的限制，往往使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行不夠充分，從而造成NO的還原率較低，同時(shí)未參與反應(yīng)的NH3增加也會(huì)造成氨氣的逃逸，遇到SO2會(huì)產(chǎn)生NH4HSO4和（NH4）2SO4，易造成空氣預(yù)熱器堵塞，并有腐蝕的危險(xiǎn)。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度窗口時(shí)，NH3的氧化反應(yīng)開(kāi)始起主導(dǎo)作用： 4NH3+5O2→4NO+6H2O （5-12）
從而，NH3的作用成為氧化并生成NO，而不是還原NO為N2。如何選取合適的溫度條件同時(shí)兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。
圖5-2 SNCR工藝流程示意圖
典型的SNCR系統(tǒng)（如圖5-2）由還原劑儲(chǔ)槽、多層還原劑噴入裝置以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。它的工藝簡(jiǎn)單，操作便捷，尤其適用于對(duì)現(xiàn)役機(jī)組的改造。又因它不需要催化劑床層，而僅僅需要對(duì)還原劑的儲(chǔ)存設(shè)備和噴射系統(tǒng)加以安裝，因而初始投資相對(duì)于SCR工藝來(lái)說(shuō)要低得多。SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為25%～35%，且大多用作低NOx燃燒技術(shù)后的二次處置。 影響SNCR還原NO的化學(xué)反應(yīng)效率的主要主要因素包括以下幾點(diǎn)。
（1）溫度對(duì)SNCR的還原反應(yīng)的影響
溫度對(duì)SNCR的還原反應(yīng)的影響最大。當(dāng)溫度高于1100℃時(shí)，NOx的脫除率由于氨氣的熱分解而降低；溫度低于800℃以下時(shí)，NH3的反應(yīng)速率下降，還原反應(yīng)進(jìn)行得不充分，NOx脫除率下降，同時(shí)氨氣的逸出量可能也在增加。由于爐內(nèi)的溫度分布受到負(fù)荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負(fù)荷的變化而變動(dòng)。根據(jù)鍋爐特性和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最佳的溫度窗口通常出現(xiàn)在折焰角附近的屏式過(guò)熱、再熱器處及水平煙道的末級(jí)過(guò)、再熱器所在的區(qū)域。 （2）還原劑在最佳溫度窗口的停留時(shí)間
還原劑在最佳溫度窗口的停留時(shí)間越長(zhǎng)，則NOx的脫除效果越好。NH3的停留時(shí)間超過(guò)1s則可以出現(xiàn)最佳NOx脫除率。尿素和氨水需要0.3s～0.4s的停留時(shí)間以達(dá)到有效的NOx脫除效果。 （3）SNCR工藝所用的還原劑類(lèi)型
SNCR工藝所用的還原劑及制備方法與SCR工藝相同，主要是NH3和尿素。為了獲得理想的NOx脫除效率，還原劑的用量（化學(xué)當(dāng)量）比SCR工藝要大。大多數(shù)過(guò)量的還原劑分解為氮?dú)夂虲O2，但是，也有微量的氨和CO會(huì)殘留在尾氣中，造成氨的泄漏問(wèn)題。其中氨的泄漏量一般小于2.5×10，比較好的情況下可以小于1×10。在用尿素作還原劑的情況下，其N2O的生成幾率要比用氨作還原劑大，這是因?yàn)槟蛩乜煞纸鉃?/span>HNCO，而HNCO又可進(jìn)一步分解生成為NCO，而NCO可與NO進(jìn)行反應(yīng)生成氧化二氮： NCO+NO→N2O+CO （5-13）
為了提高SNCR對(duì)NOx的還原效率，降低氨的泄漏量，必須在設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵的工藝參數(shù)：燃料類(lèi)型、鍋爐負(fù)荷、爐膛結(jié)構(gòu)、受熱面布置、過(guò)量空氣量、NO濃度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO濃度等。
在脫硝效率要求不高的情況下使用，該方法的特點(diǎn)是如下。
（1）系統(tǒng)簡(jiǎn)單：不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置，而只需在現(xiàn)有的燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上增加氨或尿素儲(chǔ)槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；
（2）系統(tǒng)投資小：由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及運(yùn)行中不需要昂貴的催化劑，其投資費(fèi)用比SCR法低。
（3）阻力小：對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響較小；
（4）系統(tǒng)占地面積小：需要的較小的氨或尿素儲(chǔ)槽，可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地。
（5）脫硝效率比SCR法低40～50個(gè)百分點(diǎn)。
