1、前言：
隨著我國經濟的發展，在能源消費中帶來的環境污染也越來越嚴重。其中，大氣煙塵、酸雨、溫室效應和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺手。燃煤煙氣所含的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質是造成大氣污染、酸雨和溫室效應的主要根源。由于氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重不斷上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。因此今年國家及地方均加強了對氮氧化物排放控制，新修訂的《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485—2014）中氮氧化物的日均排放標準從400mg/m3收嚴至250mg/m3，并將于2016年1月1日在全國實施，因此已建成的垃圾焚燒廠進行脫硝改造勢在必行，本文就焚燒廠兩種主要的脫硝工藝進行淺析闡述。
2、項目背景
工程總投資為550萬元RMB；采用工藝為：SNCR；采用脫硝劑為：氨水；脫硝效率：>50%。二期脫硝工程與主體工期同步配套建設，于2012年4月開工，于2013年1月完成調試并投產，工程總投資為1388萬元RMB；采用工藝為：SNCR；采用脫硝劑為：尿素；脫硝效率：>50%。
3、SNCR脫硝工藝的優點
1）系統簡單：不需要改變現有鍋爐的設備設置，而只需在現有的焚燒爐基礎上增加氨或尿素儲槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統結構比較簡單。系統工藝如下：
2）系統投資小：相對于SCR，由于系統簡單以及運行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價的尿素或液氨，所以SNCR造價顯然更適合我國國情；
3）阻力小：對鍋爐的正常運行影響較小；
4）系統占地面積小：需要的較小的氨或尿素儲槽，可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地預算。
4、兩種工藝的脫硝機理：
選擇性非催化還原（SelectiveNon-CatalyticReduction，以下簡寫為SNCR）脫除NOx技術是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃~1100℃的區域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產物，隨后NH3與煙氣中的NOx進行SNCR反應而生成N2。
1)、采用NH3作為還原劑，在溫度為900℃~1100℃的范圍內，還原NOx的化學反應方程式主要為：
4NH3+4N0+O2 ?4N2+6H2O ①
4NH3+2N02+O2?3N2+6H2O ②
2）、采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學反應為：
2(NH2)2CO+2N02+O2?3N2+2CO2+4H2O①
2(NH2)2CO+4N0+O2?4N2+2CO2+4H2O②
3）、目前尿素合成工藝主要以氨及二氧化碳為原料，其反應方程式如下：
CO2+2NH3=NH2COONH2 ①
NH2COONH2=H2NCONH2+H2O ②
由此可見，不管是采用氨水脫硝還是尿素脫硝，其根本反應實質仍為NH3與NOx的反應。
5、兩種工藝的物耗計算：
以未進行脫硝時，垃圾焚燒廠的氮氧化物為400mg/m3，脫硝后按GB18485-2014限值250 mg/m3計算。
1Nm3的煙氣中含有氮氧化物（以NO2計）為400mg（8.695*10-3mol）的NO2，根據GB18485-2014版的排放限值，最終處理后的煙氣中的NO2不得超過240mg，即NO2的含量不得超過5.217*10-3mol。則由SNCR脫硝法處理的NO2的量至少為160mg（3.478*10-3mol）。
1)、當以氨氣為還原劑時，根據4NH3+2N02+O2? 3N2+6H2O 算得最少需要氨氣為2*3.478*10-3mol，即118.25mg。考慮到實際脫硝率為65%，即需氨181.53mg，需25%氨水726.12mg.
2）、當以尿素為還原劑時，根據2(NH2)2CO+4N0+O2?4N2+2CO2+4H2O 算得最少需要尿素為2*3.478*10-3mol，即417.35mg。考慮到實際脫硝率為65%，即需95%一級品尿素675.87mg。考慮到使用尿素脫硝還收尿素分解為氨的分解率影響，實際尿素耗量應為700mg以上。
根據目前25%氨水價格為1500元/噸，95%尿素價格為3000元/噸，故處理相同氮氧化物氨水與尿素的物料成本比為（726.12*1500）/（700*3000）=0.51:1。
6、兩種SNCR工藝的比較
7、兩種SNCR工藝的選用總結
綜上所述：
a) 無論采用氨水還是尿素進行脫硝，其實質與氮氧化物反應的均為氨。由于尿素合成使用氨水及二氧化碳為原料，因此從宏觀資源利用及環保角度考慮，使用尿素作為脫銷劑存在資源重復浪費及重復污染現象。
b) 使用氨水的生產成本遠低于尿素。
c) 使用氨水的維護量及人工量少于尿素。
d) 使用氨水存在需按危險化學品管理，這也是目前各企業選擇尿素作為脫銷劑的主要出發點。然而國家危險化學品名錄未將低濃度氨水列入；再則尿素的合成使用氨氣，焚燒廠使用尿素是將管理風險及污染風險轉嫁到上游企業，從國家宏觀管理上不應提倡。
因此，從目前國家國情及企業效益來講，垃圾焚燒廠在進行SNCR工藝選擇上，應優先選擇以氨水為原料，并同步嚴格氨水的管理。
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