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同学们好！这一讲我们介绍选择性非催化还原技术
选择性非催化还原，简称SNCR
它的脱硝原理是，把尿素、氨等氨基还原剂
喷入炉膛温度为930～1090度的区域
还原剂迅速分解成氨气，并与烟气中的氮氧化物进行反应
生成氮气和水
这种方法以炉膛为反应器
因此可以通过锅炉改造来实现
这里给出了一个典型的SNCR的工艺布置图
它由还原剂储槽、还原剂喷射装置和控制仪表等组成
在930～1090度的温度区间内
氨或尿素等还原剂可以选择性地还原烟气中的氮氧化物
这里给出了以氨气为还原剂时的主反应
即氨气与NO、氧气反应生成氮气和水
尿素是还原剂时，尿素先在高温下分解成氨基和一氧化碳
氨基和一氧化碳再与一氧化氮反应
生成氮气和水或氮气与二氧化碳
从尿素还原NO的总反应来看
1摩尔的尿素可以还原2摩尔的NO
但实际运行时注入的尿素量与NO的摩尔比在1以上
多余的尿素降解为氮气、氨和二氧化碳
当温度达到1100℃以上时
氨气就会直接和氧气反应生成NO和N2
起不到还原NOx的效果
那么是不是说温度越低越好呢
其实也不是，当温度太低会降低反应速度
氨不能完全反应，导致氨逃逸增加
也起不到减少NOx的目的
可见，SNCR脱硝过程中
温度过高或过低都会导致脱硝效率下降
因此必须严格控制操作温度
除温度外，氨氮摩尔比也是影响SNCR脱硝效率的重要因素
这里给出了NOx去除效率随氨氮摩尔比的变化情况
当氨氮摩尔比等于1时，NOx去除率只有35%左右
随着氨氮摩尔比的提高，NOx去除率也提高
但是当氨氮摩尔比大于2时，去除效率的升高就不显著了
所以，一般氨氮摩尔比取1.5-2
实验表明，对于不同的燃料
氨氮摩尔比对NOx去除率的影响也不同
这个图中黑色方块和圆点代表燃煤锅炉
三角形代表燃气锅炉，圆圈代表燃油锅炉
可以看出，提高氨氮摩尔比
可以提高燃煤和燃油锅炉SNCR的脱硝效率
但对燃气锅炉SNCR脱硝效率的影响不显著
另一个影响因素是氨氮的混合程度
氨和烟气混合不均匀，会导致脱硝反应不充分
NOx的去除效果就不好
这也是SNCR对于大锅炉去除效率不好的一个重要原因
我们可以通过提高喷嘴喷射速度、增加喷嘴的个数
增加喷射区域的数量
改进雾化喷嘴的设计以及改善液滴的大小、分布
喷雾角度和方向等措施，来改善氨氮的混合程度
此外，停留时间越长，SNCR 的NOx去除效果就越好
例如，如果反应温度为982度
停留时间为100ms时NOx的去除率为60%左右
停留时间增加到500ms，NOx的去除效率可以达到80%以上
因此，我们可以通过改变喷射位置
适当延长停留时间
但是，增加停留时间的前提是不影响锅炉燃烧
因此停留时间不能无限制地增加
还原剂的种类和浓度对脱硝效率也有影响
用NH3作还原剂的NOx去除率比用尿素作还原剂可以高出10%~20%
并且，不同浓度的尿素溶液，其SNCR的去除效率也有差异
实验结果表明，10%尿素溶液的NOx去除效果最好
而20%尿素溶液的NOx去除效果最差
所以尿素溶液浓度不是越高越好，而是要选择合适的浓度
烟气中NOx的初始浓度不同，SNCR的脱硝效果也不同
从图中可以看到，初始浓度为200ppm时
效果最好，初始浓度为30ppm时，效果最差
所以初始NOx浓度越高，去除效果越好
但也有实验表明，当初始浓度很高，达到600ppm以上时
SNCR的脱硝效果也不好
所以SNCR技术比较适合装有低氮燃烧器的电厂
且不宜直接使用
最后，我们来总结一下SNCR技术的特点
SNCR技术已经有几十年的运行经验，工艺成熟
它系统简单，运行稳定
与SCR技术相比，它的初投资低
设备模块化，占地小，易于安装
例如，一个典型的电厂SNCR系统可以在八周内完成安装
此外，SNCR还没有副产品处理的问题
但SNCR技术也有不少缺点。一是还原剂的利用率低
商业化的SNCR系统的还原剂应用率一般只有60%左右
这导致SNCR的还原剂使用量比SCR多得多
二是SNCR的脱硝效率比SCR技术要低
通常在30%-60%的范围
在较小容量的锅炉上，它的脱硝率可以达60%以上
但对容量较大的锅炉，其脱硝率仅有30%左右
三是SNCR的氨逃逸率可以控制在8mg/m3以下
仍然高于SCR的氨逃逸率
此外，SNCR还可能生成N2O，NOx脱除效率越高
N2O的生成量也随之增加，这也是SNCR应用的一个问题
有关SNCR的内容就介绍到这里，同学们再见
-1-1 大气污染的定义和分类
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-1-3 大气污染的影响
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-1-4 大气污染防治法规及标准体系
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-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
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-3-1 概述
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-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
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-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
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-3-4 大气稳定度与逆温--作业
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-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
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-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
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-5-3 化学组成和光学性质--作业
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
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-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
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-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
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-6-2 旋风除尘器--作业
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-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
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-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
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-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
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-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
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-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
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-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
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-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
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-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
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-7-3 吸收设备和工艺--作业
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-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
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-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
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-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
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-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
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-12-2 气候变化的应对措施--作业
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-12-4 臭氧层破坏的应对措施
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-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
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-Lecture 02
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-Conversation
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-附加：--Exercise
