摘 要：文章详细的介绍了SNCR/SCR混合法脱硝工艺，并且与SNCR法和SCR法脱硝工艺进行了投资比较，阐述了SNCR/SCR混合法优点和不足，并说明了解决办法，列举了SNCR/SCR混合法应用中的运行数据，更好的证明了SNCR/SCR混合法应用的优点。
关键词：脱硝；SNCR/SCR；混合法
现在国内燃煤电厂脱硝工艺中主要有SNCR选择性非催化剂还原法、SCR选择性催化剂还原法和SNCR/SCR混合法三种，每种脱硝方法都有各自优点，下面着重阐述一下SNCR/SCR混合法的工艺过程及特点。
SNCR/SCR混合法结合SNCR法投资低、SCR脱硝效率高的优点，但并不是两种方法简单的组合，而是将两种方法的优点结合起来，将它们的负面影响降到最小程度。混合法有两个区域组成：SNCR脱硝反应区和SCR脱硝反应区。SNCR区将用尿素或者氨水直接喷入满足炉膛内满足温度窗口区域，脱除一部分的NOx，产生的逃逸氨随着烟气一起进入后端的SCR区，在催化剂的作用下，再次与NOx反应，进而脱除NOx。混合法有以下两方面的优势：
（1）脱硝效率方面。对于大型燃煤锅炉，SNCR工艺的效率一般为40%左右，SNCR工艺由于受到氨逃逸的限制，要求还原剂喷入区域的温度偏高。而采用混合法时，SNCR区域产生的逃逸氨是作为后端SCR区的还原剂，所以设计时对于混合法前段SNCR脱硝区的氨逃逸，无需过多考虑，还原剂喷入区域选择相对拓宽。结合后端SCR脱硝工艺，若反应器类型为烟道型，脱硝效率可达到75%以上；若反应器类型为全尺寸型，脱硝效率可达到90%以上。
（2）工程造价方面。混合法相对于SNCR法造价有所增加，但是脱硝效率也提升了将近一倍，对SCR法造价降低了很多，但是同时也保证了脱硝效率。混合法相对于SCR法可以在下面几方面节约造价成本：a.混合法不需要尿素制氨系统。SCR法无论采用那种还原剂需要有制氨系统和喷氨系统，液氨为还原剂时需要有液氨蒸发装置；氨水为还原剂时需要有氨水蒸发装置；尿素作为还原剂时需要有尿素热解或者水解装置。喷氨系统要有稀释风、稀释风增压装置、AIG、静态混合器、导流板、整流器等设备，还原剂与烟气混合后，需要一定长度的直段烟道，保证还原剂与烟气充分混合。这些都需要设计安装相应的设备，运行时还需要有相应的能耗。而混合法采用氨水或者尿素作为还原剂时，通过加入稀释水，将还原剂稀释到相应的浓度即可直接喷入锅炉内。b.催化方面。在相同脱硝效率时，SCR法相对于混合法使用的催化剂更多。众所周知，催化剂的价格比较昂贵，在脱硝工程投资中占有很大的比例，减少催化剂的使用量，对于降低建设成本是至关重要的。在混合法中SNCR效率设计在40%时，整体脱硝效率设计75%时，催化剂的用量相对于SCR法减少30%。c.反应器体积比SCR法缩小。由于催化剂用量少，混合法一般采用一层催化剂，这样就可以有效的缩小反应器体积，或者为烟道式反应器，这样减少了反应器钢材量的使用，同时也减少了反应器钢结构支架钢材量的使用，大大的降低了建设成本。d.运行成本。在运行成本方面混合法与SCR法相比，主要体现在还原剂用量和催化剂的折旧消耗。就尿素作为还原剂而言，消耗量一般比SCR法要高出50-100%；混合法催化剂3-4年更换的费用相对比较低。脱硝方法的选择一般需要考虑催化剂和尿素的价格，尿素作为还原剂时，还需要增加尿素热解或者水解系统，在运行时候，热解需要消耗大量的电能，水解消耗蒸汽等。所以一般情况下，混合法的综合运行费油会略低于SCR法。e.混合法与SCR相比催化剂用量少，烟风阻力小，甚至一些项目的引风机不用改造或者更换；另外催化剂用量少对于SO2转化为SO3的副作用会减少，大量的SO3的产生会导致烟气酸露点升高，会造成下游设备腐蚀，另外SO3还会与逃逸的氨生成黏结性很强的亚硫酸铵，大量黏结会导致空预器冷端堵塞，在锅炉的燃煤含硫高时，混合法在此方面有时很明显。
混合法还是存在一些问题，问题主要集中在前段SNCR脱硝区域的逃逸氨量控制困难，运行时要保证脱硝效率的同时，还要兼顾逃逸氨的量能够满足后端SCR区域脱硝的需求，控制的实现比较困难。当氨逃逸量较低时，增加喷枪的尿素喷入流量，会产生较多的逃逸氨，在逃逸氨量大于20ppm以后，喷射量成指数增长，逃逸浓度到达40ppm时，几乎接近极限。如果需要增加SCR部分的脱硝效率，就需要增加喷安装置，这样就是失去了混合法的优势。如果增加SNCR部分氨逃逸量来满足SCR部分的氨需量，那幺势必要增加还原剂的喷入量，有时候SNCR的NSR能达到1.8-2.5，这样会增加脱硝运行成本。另外问题就是氨气与烟气在到达催化剂之前的混合问题，混合的充分程度，很大程度的影响了SCR脱硝效率。
针对以上问题，北京洛卡环保技术有限公司经过研发找到解决办法。SCR反应还原剂不足问题通过在锅炉转向室增加补充喷枪，在锅炉转向室喷入还原剂，在炉内直接热解，这样既能解决SNCR的NSR偏大大的问题，有些项目的NSR能达到1.2以下，也能解决SCR部分的氨需量问题，脱硝系统的氨逃逸可以保证在3ppm以下；针对氨气与烟气混合不充分的问题，解决办法为在反应器进口烟道中增加特殊的流场混合器/导流板，使氨气和烟气在烟道内短时间混合充分。
下面列举几个改进后混合法在工程中的应用，通过个项目的运行数据，能够充分体现出混合法的优势。
（1）大唐灞桥热电厂2x300MW混合法烟气脱硝项目，锅炉为：300MW机组，2011年8月22日至9月1日，#1机组进行168h试运，NOx初始排放设计值450mg/Nm3，实际550～700mg/Nm3，最高840mg/Nm3，平均650mg/Nm3左右，投运SNCR/SCR脱硝后：出口NOx浓度平均128.7mg/Nm3； NOx初始值在450mg/Nm3左右时，出口可达90mg/Nm3；平均NH3逃逸浓度小于3ppm； SNCR平均脱硝率45%，SCR平均脱硝率54%，总效率76%；平均尿素耗量为505kg/h，NSR为1.3。2011年12月22日至12月29日，对#2机组进行168h试运，运期间，初始NOx浓度在560mg/Nm3左右，投运脱硝后：平均NOx排放107.4mg/Nm3，在初始排放值450mg/Nm3时，出口NOx可以低达90mg/Nm3；平均NH3逃逸浓度为0.26ppm；SNCR平均脱硝率为45.2%，SCR平均脱硝率为62.6%，总效率为80.2%；平均尿素耗量为413kg/h，NSR为1.05。
（2）新疆西部天富合盛热电有限公司2×330MW机组脱硝改造项目。锅炉为330MW机组，2014年10月25日至10月31日，#1机组进行168h试运；NOx初始排放设计值250mg/Nm3，但实际220～240mg/Nm3投运SNCR/SCR脱硝后：出口NOx浓度平均71mg/Nm3；平均NH3逃逸浓度小于3ppm；SNCR平均脱硝率40%，SCR平均脱硝率52%，总效率71%；平均尿素耗量为210kg/h，低于保证值的287kg/h，NSR为1.35。
在未来的脱硝市场中，混合法的使用会越来越多，这也是脱硝技术在不断进步的证明。
作者简介：李建军（1978，8-），男，2002年毕业于沈阳化工学院，现工作于北京洛卡环保技术有限公司，主要从事电厂脱硝设计工作，工程师。
