1前言

自2013年9月國務院發布的大氣十條以來，各省、市政府繼續推進空氣質量向好的方向發展。作為位于佛山的陶瓷行業，經歷了最嚴格的2014年度陶瓷行業廢氣綜合整備任務和近年來持續的各級環境審查，環境保護始終保持高壓狀況。

2021年，佛山陶瓷行業氮氧化物污染物限額標準從180mg/m3降至100mg/m3，為了達到標準，陶瓷企業大多引進了選擇性的非催化還原(SNCR)煙霧脫硝技術。SNCR煙氣脫硝技術是成熟經濟的煙氣脫硝技術，具有投資少、運行費用低、周期短等優點，但存在氨逃生二次污染和腐蝕設備等缺陷。因此，本文通過分析SNCR脫硝技術氨逃逸產生具體原因，并提出切實可行的措施加以控制，以減少氨逃逸二次污染、降低運行成本及避免設備的腐蝕。

2SNCR脫硝技術氨逃生原因分析

SNCR法將含有NHX基的還原劑噴入爐膛溫度為850~1100℃區域，該還原劑迅速熱分解為NH3，與NOX進行SNCR反應生成N2和H2O。目前主要采用氨和尿素作為還原劑，其化學反應如下:

該方法的脫硝效率為30~80%，脫硝效率低直接影響氨的逃生，氨具有腐蝕性，過多的氨會腐蝕設備，因此必須實時保證脫硝效率高。研究表明，脫硝效率和氨的逃脫主要與噴射點的煙氣溫度、自動控制水平有關。因此，通過CFD模擬，發現溫度對氨的逃脫的影響如下:

上述模擬顯示，溫度在900℃以下時，氨的逃脫隨著溫度的降低而迅速增大，溫度在900℃以上時，氨的逃脫迅速減少，隨著溫度的增逃脫逐漸達到最低水平。

當然，如果氨的噴射量與煙氣狀況不能實時匹配，例如氨氮摩爾比的增大和噴射不均勻，氨的逃脫就會增加。此類影響均可歸為自動控制水平不夠，未能根據實際工況條件進行匹配氨噴入量等。

因此，重點從噴射點的正確選擇和精細化自動控制兩個方面來說明如何有效地控制氨的逃脫。

3控制措施1:噴射點的正確選擇

理論上，SNCR煙氣脫硝技術的反應溫度窗為850~1100℃，噴射點的煙氣溫度低于反應溫度窗，脫硝效率低，氨逃跑的快速增加和腐蝕設備為了進一步獲得最佳噴射點溫度，采用CFD模擬溫度對脫硝效率的影響，其關系圖2顯示，

為了進一步驗證上述模擬結果，以陶瓷行業原料制粉工序5000型噴霧塔熱風爐為例，熱風爐燃料為水煤漿，熱風爐中軸線從水煤漿噴射處向上依次在1.5m、3.3m、4.8m取噴射點，噴射點各設置尿素溶液噴射槍，進入塔內距離一致。脫硝測試結果如下表1。

從實驗結果來看，SNCR脫硝存在最佳的反應溫度窗，結合模擬結果，可得出最佳的反應溫度窗應該在950～1030℃。考慮到脫硝劑采用尿素溶液，噴射的尿素溶液必須首先吸收部分熱量分解為NH3，因此最佳噴射點的煙氣溫度應適當提高，在970~1030℃之間最合理。

實際選擇噴射點的位置時，根據設備的狀況，產品結構發生很大變動時，必須重新選擇噴射點。例如，窯一樣，生產不同產品所需的溫度差異很大(1350~1600℃不同)，熔塊窯蓄熱室的煙氣溫度變動很大。因此，建議在安裝點安裝溫度監測，當監測溫度離開最佳反應溫度窗時，應根據實際情況考慮是否在不同位置安裝氨噴頭和溫度監測，以便根據實際生產情況切換氨噴頭系統。

4控制措施2:精細化自動控制

精細化自動控制氨逃跑的另一個重要措施是精細化自動控制，使噴射氨量實時符合煙氣狀況，使氨逃跑水平最低(8ppm以下)。精細化自動控制包括脫硝劑的制備和存儲系統、自動增壓輸送控制系統和良好的噴射系統三個部分，如圖3所示。

4.1脫硝劑的制備和儲存系統

該系統的關鍵是能夠穩定地提供一定濃度的脫硝劑溶液，首先將脫硝劑(尿素)放入定量加藥罐中，配置一定濃度的脫硝劑溶液(具體比例根據實際情況決定)攪拌均勻，通過PLC液位執行程序自動控制泵的給藥

4.2自動增壓運輸控制系統

自動增壓運輸控制系統是整個精細化自動控制的核心，其目的是在線監視氮氧化物的實時數據，控制脫硝劑的噴射量，實時匹配煙的實際情況。首先，從煙氣在線監視的實時數據中獲得氮氧化物的實時測量信號和氧含量的實時測量信號(信號一般為4~20mA的電流信號)，送到PLC，然后在人機界面設定氮氧化物的折算值控制范圍(80~95mg/m3)、偏差量警報值等，最后從PLC執行程序的輸出變量到變頻器控制脫硝增壓泵的流量，達到最佳的氨噴入量。這里需要說明的是，變頻器小于一定頻率后，噴霧壓力不足，因此需要根據情況確定變頻器的下限頻率。以下是5000型水煤漿噴霧塔脫硝自動控制電路設計圖(見圖4，共3張)。

4.3優良的噴射系統

好的噴射系統不僅要求噴槍霧化效果(包含噴射覆蓋面恰當、均勻霧化等)突出，而且要求做好噴槍的耐熱保護(一般情況均在噴槍外加一套筒進行保護)。這里建議在噴槍前面增加電接點壓力表與自動滑動模塊，當電接點壓力表低于某一壓力時即探測到噴槍前存在管道堵塞時，噴槍可自動退出高溫設備。

4.4測試結果

精細控制脫硝系統后，脫硝劑(尿素)的使用量減少約1/3，原來5000型水煤漿噴霧塔的班級需要加入500kg尿素，確保氮氧化物的平均值在100mg/m3以下，改造后同一批水煤漿燃料條件下的班級需要330kg尿素具體的數據見表2。

5結論

對SNCR脫硝技術分析氨逃脫的主要原因，采用正確的溫度(970~1030℃)和精細的自動控制，可以有效地降低氨逃脫(基本上不超過8ppm)，提高脫硝效率(>；65%)

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