1前言

自2013年9月国务院发布的大气十条以来，各省、市政府继续推进空气质量向好的方向发展。作为位于佛山的陶瓷行业，经历了最严格的2014年度陶瓷行业废气综合整备任务和近年来持续的各级环境审查，环境保护始终保持高压状况。

2021年，佛山陶瓷行业氮氧化物污染物限额标准从180mg/m3降至100mg/m3，为了达到标准，陶瓷企业大多引进了选择性的非催化还原(SNCR)烟雾脱硝技术。SNCR烟气脱硝技术是成熟经济的烟气脱硝技术，具有投资少、运行费用低、周期短等优点，但存在氨逃生二次污染和腐蚀设备等缺陷。因此，本文通过分析SNCR脱硝技术氨逃逸产生具体原因，并提出切实可行的措施加以控制，以减少氨逃逸二次污染、降低运行成本及避免设备的腐蚀。

2SNCR脱硝技术氨逃生原因分析

SNCR法将含有NHX基的还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃区域，该还原剂迅速热分解为NH3，与NOX进行SNCR反应生成N2和H2O。目前主要采用氨和尿素作为还原剂，其化学反应如下:

该方法的脱硝效率为30~80%，脱硝效率低直接影响氨的逃生，氨具有腐蚀性，过多的氨会腐蚀设备，因此必须实时保证脱硝效率高。研究表明，脱硝效率和氨的逃脱主要与喷射点的烟气温度、自动控制水平有关。因此，通过CFD模拟，发现温度对氨的逃脱的影响如下:

上述模拟显示，温度在900℃以下时，氨的逃脱随着温度的降低而迅速增大，温度在900℃以上时，氨的逃脱迅速减少，随着温度的增逃脱逐渐达到最低水平。

当然，如果氨的喷射量与烟气状况不能实时匹配，例如氨氮摩尔比的增大和喷射不均匀，氨的逃脱就会增加。此类影响均可归为自动控制水平不够，未能根据实际工况条件进行匹配氨喷入量等。

因此，重点从喷射点的正确选择和精细化自动控制两个方面来说明如何有效地控制氨的逃脱。

3控制措施1:喷射点的正确选择

理论上，SNCR烟气脱硝技术的反应温度窗为850~1100℃，喷射点的烟气温度低于反应温度窗，脱硝效率低，氨逃跑的快速增加和腐蚀设备为了进一步获得最佳喷射点温度，采用CFD模拟温度对脱硝效率的影响，其关系图2显示，

为了进一步验证上述模拟结果，以陶瓷行业原料制粉工序5000型喷雾塔热风炉为例，热风炉燃料为水煤浆，热风炉中轴线从水煤浆喷射处向上依次在1.5m、3.3m、4.8m取喷射点，喷射点各设置尿素溶液喷射枪，进入塔内距离一致。脱硝测试结果如下表1。

从实验结果来看，SNCR脱硝存在最佳的反应温度窗，结合模拟结果，可得出最佳的反应温度窗应该在950～1030℃。考虑到脱硝剂采用尿素溶液，喷射的尿素溶液必须首先吸收部分热量分解为NH3，因此最佳喷射点的烟气温度应适当提高，在970~1030℃之间最合理。

实际选择喷射点的位置时，根据设备的状况，产品结构发生很大变动时，必须重新选择喷射点。例如，窑一样，生产不同产品所需的温度差异很大(1350~1600℃不同)，熔块窑蓄热室的烟气温度变动很大。因此，建议在安装点安装温度监测，当监测温度离开最佳反应温度窗时，应根据实际情况考虑是否在不同位置安装氨喷头和温度监测，以便根据实际生产情况切换氨喷头系统。

4控制措施2:精细化自动控制

精细化自动控制氨逃跑的另一个重要措施是精细化自动控制，使喷射氨量实时符合烟气状况，使氨逃跑水平最低(8ppm以下)。精细化自动控制包括脱硝剂的制备和存储系统、自动增压输送控制系统和良好的喷射系统三个部分，如图3所示。

4.1脱硝剂的制备和储存系统

该系统的关键是能够稳定地提供一定浓度的脱硝剂溶液，首先将脱硝剂(尿素)放入定量加药罐中，配置一定浓度的脱硝剂溶液(具体比例根据实际情况决定)搅拌均匀，通过PLC液位执行程序自动控制泵的给药

4.2自动增压运输控制系统

自动增压运输控制系统是整个精细化自动控制的核心，其目的是在线监视氮氧化物的实时数据，控制脱硝剂的喷射量，实时匹配烟的实际情况。首先，从烟气在线监视的实时数据中获得氮氧化物的实时测量信号和氧含量的实时测量信号(信号一般为4~20mA的电流信号)，送到PLC，然后在人机界面设定氮氧化物的折算值控制范围(80~95mg/m3)、偏差量警报值等，最后从PLC执行程序的输出变量到变频器控制脱硝增压泵的流量，达到最佳的氨喷入量。这里需要说明的是，变频器小于一定频率后，喷雾压力不足，因此需要根据情况确定变频器的下限频率。以下是5000型水煤浆喷雾塔脱硝自动控制电路设计图(见图4，共3张)。

4.3优良的喷射系统

好的喷射系统不仅要求喷枪雾化效果(包含喷射覆盖面恰当、均匀雾化等)突出，而且要求做好喷枪的耐热保护(一般情况均在喷枪外加一套筒进行保护)。这里建议在喷枪前面增加电接点压力表与自动滑动模块，当电接点压力表低于某一压力时即探测到喷枪前存在管道堵塞时，喷枪可自动退出高温设备。

4.4测试结果

精细控制脱硝系统后，脱硝剂(尿素)的使用量减少约1/3，原来5000型水煤浆喷雾塔的班级需要加入500kg尿素，确保氮氧化物的平均值在100mg/m3以下，改造后同一批水煤浆燃料条件下的班级需要330kg尿素具体的数据见表2。

5结论

对SNCR脱硝技术分析氨逃脱的主要原因，采用正确的温度(970~1030℃)和精细的自动控制，可以有效地降低氨逃脱(基本上不超过8ppm)，提高脱硝效率(>；65%)

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