SNCR在垃圾焚烧发电厂的应用与控制

1刘明   2孙治新

1身份证号：220323198202042013       2身份证号：220204197101082738

  摘要： 随着城市化进程的加速，垃圾处理问题愈发严重。为了解决这一问题，垃圾焚烧作为一种高效、环保的处置方式逐渐受到关注。相比传统的垃圾填埋方式，垃圾焚烧具有诸多优势。它不仅能减少垃圾体积，还能通过高温焚烧将有害物质转化为无害物质，降低对环境的影响。因此本文主要探讨SNCR技术在垃圾焚烧发电厂的应用与控制

  关键词：SNCR；垃圾焚烧厂；氮氧化物；控制方法

  引言

  随着全球经济的快速发展，废弃物产生量不断增加。为了解决这一问题，许多国家和地区开始重视废物资源化利用，垃圾焚烧发电成为一种重要的处理手段之一 。然而，垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物却给环境带来了严重的污染问题。氮氧化物主要来源于燃烧过程中的氮氧化合物，其排放量直接影响着大气环境的质量。因此，如何有效地控制NOx排放已成为垃圾焚烧发电厂亟待解决的问题。

  1.SNCR在垃圾焚烧发电厂的重要性

  SNCR在垃圾焚烧发电厂中具有重要意义，主要表现在以下几个方面：

  （1）降低氮氧化物排放：SNCR技术能够有效地降低垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物排放，从而减少对大气环境的污染。根据实际应用情况，SNCR技术可以将氮氧化物排放降低50%以上。（2）简单易行：SNCR技术不需要复杂的催化剂和设备，只需在燃烧区域中加入适量的尿素溶液或氨水即可。这种技术的投资和运行成本相对较低，因此具有较高的经济效益。（3）灵活性强：SNCR技术适用于各种垃圾焚烧发电厂的不同燃烧条件和排放要求。通过调整尿素溶液或氨水的添加量和喷射位置，能够使脱硝效果更加优化。（4）主流技术：SNCR是目前在运垃圾焚烧发电厂的主流技术，通过优化锅炉燃烧参数控制SNCR，可以保证垃圾焚烧发电厂烟气排放中氮氧化物的排放满足相关标准要求。

  2.SNCR技术详解

  2.1SNCR系统组成

  SNCR系统是一种烟气脱硝技术，由混合喷射装置、氨储存和供应系统、稀释水系统、稀释水计量分配装置、稀释水压力控制系统、温度测量和控制系统以及氨泄漏检测系统等组成。其中，混合喷射装置是SNCR系统的核心部件，用于将氨气和稀释水混合后均匀地喷入炉膛中。氨储存和供应系统负责储存和供应氨气，稀释水系统则提供稀释水。此外，稀释水计量分配装置、稀释水压力控制系统、温度测量和控制系统以及氨泄漏检测系统等辅助系统分别负责控制稀释水的流量、压力、温度以及检测氨气的泄漏情况，以确保SNCR系统的安全、稳定运行。

  2.2SNCR反应原理

  SNCR反应原理是指选择性非催化还原反应，是一种将氨或尿素作为脱硝剂，在无催化剂的作用下，将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气的过程。该反应主要利用了氨或尿素与氮氧化物之间的化学反应，在合适的温度范围内，将氮氧化物还原为氮气和水蒸气。SNCR反应原理在脱硝技术中具有重要的应用价值，能够有效地降低烟气中的氮氧化物排放，减轻对环境的污染。

  2.3SNCR技术优点

  SNCR技术是一种先进的脱硝技术，相较于传统的脱硝技术，它具有许多优点。首先，SNCR技术能够实现低成本、高效率的脱硝处理。由于其不依赖于催化剂，因此可以降低催化剂购买、更换等成本。此外，SNCR技术还具有操作简单、占地面积小等优点，能够为企业节省大量人力、物力和财力。其次，SNCR技术还具有环境友好性。它采用氨作为还原剂，反应后的产物是氮气和水蒸气，无毒无害，不会对环境造成二次污染。因此，SNCR技术在环保领域得到了广泛应用。总之，SNCR技术凭借其高效、低成本、操作简便和环保等优点，成为一种备受青睐的脱硝技术。

  3.垃圾焚烧发电厂中SNCR的应用

  3.1垃圾焚烧工艺介绍

  垃圾焚烧工艺是一种高效的垃圾处理方法，它利用高温将垃圾进行焚烧，使其转化为高温气体和残渣。在焚烧过程中，垃圾中的有害物质被彻底消除，同时释放出的热量可以用来发电或供热。垃圾焚烧工艺具有处理量大、减量性好、无害化彻底等优点，是当前城市垃圾处理的重要手段之一。

  3.2SNCR系统设计与安装

  SNCR系统设计与安装是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。首先，设计阶段需要深入了解系统的需求和目标，制定出合理的方案。同时，安装阶段要注重细节，严格按照设计方案进行施工，确保系统的稳定性和可靠性。此外，为了提高系统的性能和效率，还需要对系统进行调试和优化。因此，SNCR系统设计与安装需要专业的团队和技术人员进行操作。

  3.3SNCR系统的运行与维护

  SNCR系统是一种先进的脱硝技术，广泛应用于火电厂、钢铁厂等工业领域。为了确保SNCR系统的稳定运行，需要进行周密的运行与维护管理。通过有效的运行维护，可以确保SNCR系统达到最佳的脱硝效果，同时延长设备使用寿命，降低维修成本。

  4.SNCR在垃圾焚烧发电厂中的控制

  4.1自动控制技术

  自动控制技术主要涉及以下几个方面：

  （1）温度控制：SNCR反应需要在一定的温度范围内进行，一般为800°C到1100°C。因此，需要对垃圾焚烧炉的出口温度进行精确控制，以确保SNCR反应的最佳温度窗口。自动控制系统可以通过调节燃烧器的风量、燃料供应等方式，实现温度的自动控制。（2）氨氮比控制：氨氮比是SNCR反应的重要参数，它决定了还原剂与NOx的化学反应速率和NOx的脱除效率。自动控制系统可以通过实时监测烟气中的NOx浓度和氨氮比，调整氨水或尿素的供应量，以保持最佳的氨氮比。（3）喷氨装置控制：喷氨装置是将氨水或尿素均匀喷入垃圾焚烧炉中的关键设备。为了实现SNCR反应的均匀进行，需要对喷氨装置进行精确控制。自动控制系统可以通过调节喷嘴的开度、喷射压力和喷射角度等方式，确保氨水或尿素均匀分布在烟气中。（4）联锁保护：为了确保SNCR反应的安全进行，自动控制系统应具备联锁保护功能。当监测到异常情况时，如温度过高、氨氮比失衡、喷氨装置故障等，自动控制系统应立即采取相应的措施，如降低燃烧器功率、关闭氨水或尿素供应等，以避免对设备造成损坏。（5）数据监测与处理：自动控制系统应具备实时数据监测和数据处理功能，以帮助操作人员了解SNCR反应的实时情况。通过将数据传输到中央控制室或手机应用程序，操作人员可以随时查看垃圾焚烧炉的运行状态、NOx排放情况等信息，并根据需要对自动控制系统进行调整。

  4.2优化控制策略

  4.2.1优化反应温度控制

  通过实时监测垃圾焚烧炉的出口温度，自动控制系统应能够根据温度变化及时调整燃烧器的功率和运行模式，确保SNCR反应的最佳温度窗口。此外，可以研究使用先进的温度传感器和控制算法，提高温度控制的精度和响应速度，从而提高SNCR反应的效率和NOx的脱除率。

  4.2.2优化氨氮比控制

  氨氮比是SNCR反应的关键参数。通过研究氨氮比与NOx脱除效率之间的关系，可以制定出更加优化的氨氮比控制策略。例如，可以根据烟气中的NOx浓度和氨氮比的变化，自动调整氨水或尿素的供应量，以保持最佳的氨氮比。此外，可以探索使用智能控制算法，如模糊控制或神经网络控制，以实现更加精确的氨氮比控制。

  4.2.3优化喷氨装置控制

  喷氨装置是SNCR反应的重要设备之一。为了实现SNCR反应的均匀进行，需要优化喷氨装置的控制策略。例如，可以研究使用先进的喷嘴设计和材料，提高喷氨的均匀性和覆盖率。此外，可以通过实时监测喷氨装置的运行状态和喷氨效果，及时调整喷氨装置的运行参数，以确保SNCR反应的均匀进行。

  4.2.4联锁保护和故障诊断

  为了确保SNCR反应的安全进行，需要建立有效的联锁保护和故障诊断系统。当监测到异常情况时，如温度过高、氨氮比失衡、喷氨装置故障等，自动控制系统应立即采取相应的措施，如降低燃烧器功率、关闭氨水或尿素供应等，以避免对设备造成损坏。此外，故障诊断系统应能够及时检测和识别故障原因，并采取相应的修复措施，以确保SNCR反应的正常运行。

  4.3SNCR在垃圾焚烧发电厂中的控制故障诊断与应对

  SNCR（选择性非催化还原）技术广泛应用于垃圾焚烧发电厂中，但在实际运行过程中，控制故障的问题时有发生。为了确保垃圾焚烧发电厂的稳定运行，对SNCR控制系统的故障进行准确诊断和及时应对显得尤为重要。

  结语

  SNCR技术在垃圾焚烧发电厂中具有重要的应用价值。通过合理的控制策略和操作条件，可以有效降低烟气中的NOx浓度，满足排放标准。未来，应进一步研究SNCR技术的优化和改进，提高其在垃圾焚烧发电厂中的减排效果和应用范围。

  参考文献 

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[2]李瑞娜, 张洪涛, 陈坤. SNCR脱硝技术在国内垃圾焚烧发电厂的应用进展[J]. 能源与环境, 2020(4):3.

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