江西晶昊鹽化有限公司新建的江西省巖鹽資源綜合利用年產100萬噸純堿項目配套1×240t/h循環流化床鍋爐尾部煙氣治理超低排放項目，2020年10月份施工完畢進入調試工作，該工程采用SNCR工藝脫銷，由氨水儲罐模塊、氨水輸送模塊、稀釋水模塊、氨水混合模塊、計量混合模塊、噴射模塊和控制模塊等組成。使用20%氨水做還原劑，主要工藝見圖1。

1 SNCR原理與現有噴槍的布置

SNCR脫硝技術即選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡寫為SNCR）技術，是一種不用催化劑，在850～1100℃的溫度范圍內，將含氨基的還原劑（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。在合適的溫度區域，且氨水作為還原劑時，其反應方程式為：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O，不同還原劑有不同的反應溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。當反應溫度過高時，由于氨的分解會使NOx還原率降低，另一方面，反應溫度過低時，氨的逃逸增加，也會使NOx還原率降低。SNCR煙氣脫硝工藝技術的關鍵點，就在于還原劑噴入系統必須盡可能地將還原劑噴入到爐內效溫度窗區域內，盡可能的保障噴入還原劑的利用率。在脫硝廠家開始的設計中晶昊鹽化SNCR脫硝共設計12根噴槍，噴槍設計100L/H，分左右布置在兩旋風分離器四邊，見圖2。安裝完成后，設備在試運行期間出現脫銷效率不穩定，脫硝效率較低等問題。根據現場運行數據分析，本次脫硝設備的實際脫氨效率只有30%左右，未能達到脫硝廠家設計承諾的60%脫氨率。

2 脫硝效率低的原因分析

在與鍋爐廠家和脫硝廠家深入技術交流溝通后，并結合現場實際運行工況，初步分析，脫氨效率低主要有以下幾個原因：

2.1 噴槍穿透力不夠

本次氨水噴頭，采用霧化噴頭，噴頭霧化較好，但噴射距離不足，觀察發現：在氨水噴入煙道內后，實際噴射距離不足1m，而水平煙道橫截面約1.5m深，導致噴出的氨水無法*覆蓋水平煙道橫截面，氨水利用率不高，影響脫硝效率；

2.2 旋風分離器入口煙道流速過快

本次鍋爐設計的水平煙道煙氣流速大于33m/s，流速較快，氨水噴入后瞬間被煙氣帶入旋風分離器內，且由于受到離心力作用，噴入后的氨水緊貼旋風分離器內壁，并迅速被分離器內飛灰吸附，氨水利用率低，影響脫硝效率；

2.3 旋風分離器分離效率高，返料器返灰量過大

本次鍋爐為太原鍋爐廠設計、生產的“低氮燃燒”環保型鍋爐，鍋爐設計時，為了降低鍋爐原始NOx濃度，設計鍋爐本體自帶低氮燃燒技術，該技術主要內容包括提高旋風分離效率，增大了分離器返灰量，以提高鍋爐爐膛內循環的倍率，拉長了密相區。而噴入的氨水受旋風分離器離心力影響，被分離的飛灰吸附，導致旋風分離器分離出的飛灰中含有大量的NH3分子，該飛灰經返料器返回爐膛內進行二次燃燒，生成大量NOx，使得噴入的氨水不僅沒有起到脫硝效果，反而增大了鍋爐原始NOx濃度，最終導致整體脫硝效率較低。

綜合以上3個原因，最終分析得出問題二和問題三是導致脫硝效率不穩定的主要原因，故常規SNCR工藝要求的在分離器入口安裝噴槍并不適合于本臺鍋爐實際運行情況。在與鍋爐廠家及脫硝廠家溝通后，決定改變原工藝中噴槍的布置點位，以達到提高脫硝效率的目的。

3 噴槍優化布置方案與尾部煙道腐蝕分析

經與鍋爐廠家、脫硝廠家進行技術溝通后，決定將SNCR噴槍布置于分離器出口中心筒上部煙道處。

3.1 選擇該處作為噴槍噴射點位主要有以下幾個原因

3.1.1 溫度：

SNCR技術在850～1100℃的溫度范圍內脫硝反應合適，而該處煙氣溫度約900℃，*SNCR反應溫度；

3.1.2 氨水用量：

該處實際位為分離器出口，實際煙氣中飛灰含量低，吸附率低，氨水利用率高，根據實際運行情況預估氨水用量在100L/h左右即可滿足NOx排放要求；

3.1.3 氨水利用率：

該處實際位為分離器出口，煙氣流速約25m/s，且橫截面小，氨水在此次噴入后，在煙道停留時間增加，且霧化氨水在該截面覆蓋率高，增加了反應時長，從而將提高氨水利用率。

3.2 對尾部煙道腐蝕分析

3.2.1修改設計在中心筒噴入氨水，氨水噴入處煙氣溫度約900℃，可瞬間將氨水氣化為氨氣，并與煙氣充分混合。脫硝反應時間在0.5s以內，而煙氣從噴入點至過熱器入口需要0.5s以上時間，所以煙氣在經過過熱器之前已完成脫硝反應，此時煙氣中的氨逃逸量小于8PPm（實際運行氨逃逸小于2PPm），且屬于氣態，對過熱器沒有腐蝕影響。

3.2.2當煙氣中的SO3濃度和逃逸氨濃度都較高時，會生成NH4HSO4，而在150～220℃溫度區間，NH4HSO4是一種高粘性液態物質，易冷凝沉積在空預器換熱元件外面，粘附煙氣中的飛灰顆粒，堵塞換熱元件通道，減小空預器內流暢截面積，從而導致空預器阻力的增長、換熱元件的效力降低等問題。但實際運行過程中原煙氣中的硫幾乎全部為SO2，而SO3含量極低，且實際運行中氨逃逸量小于2PPm，所以生成的NH4HSO4極少，無需擔心NH4HSO4冷凝沉積在空預器換熱元件外面，堵塞換熱元件通道。

3.2.3初始NOx濃度小于120mg/Nm3時，理論噴氨總流量在120L/h以下，NOx濃度即可穩定達標排放，實際運行階段建議噴氨總流量控制在150L/h以下，否則可能存在堵塞空預器的風險，影響空預器正常運行。

4 優化后的效率分析

現場通過更改原有噴槍位置后對鍋爐脫氨效率進行了實測，經過數據分析得表1，更改位置后的鍋爐脫氨率達到60%左右，滿足最初設計效果，目前本臺鍋爐脫銷系統工作正常，處理后煙氣NOx濃度保持在50mg/Nm3以下。

5 結語

通過本次對SNCR煙氣脫硝噴槍位置更改，提高了SNCR脫硝的效率。本次噴槍重新布點位置，打破了常規SNCR工藝在分離器入口安裝噴槍的要求，在脫硝效率上有較大提升，且噴槍重新布點后，對設備的腐蝕并沒有增加，脫硝效率與鍋爐運行達到穩定。在以后的SNCR煙氣脫硝噴槍布置上更多的還是需根據所選擇鍋爐爐型的特征和鍋爐實際燃燒情況合理優化布置噴槍位置數量，不能一味在按照常規位置布置。SNCR煙氣脫硝的關鍵點，是在于還原劑噴入到爐內效溫度窗區域內，至于噴槍位置選擇不能是固定不變的。