کاربرد فناوری SNCR برای حذف نیتروژن در بویلرها

Thread Content

کتری‌های صنعتی، به عنوان تأمین‌کننده بخار و آب گرم برای تولیدات صنعتی، از لوازم ضروری برای توسعه صنعتی و زندگی اجتماعی محسوب می‌شوند. در کاربردهای دیگ‌های صنعتی، دیگ‌های صنعتی که از زغال سنگ به عنوان سوخت استفاده می‌کنند و همچنین دیگ‌های نیروگاهی، مقدار زیادی از ترکیبات نیتروژنی تولید می‌کنند؛ این ترکیبات باعث آلودگی شدید هوا می‌شوند. بنابراین، حذف نیتروژن از گازهای خروجی دیگ‌ها نیز موضوعی است که نباید نادیده گرفته شود. در فناوری حذف نیتروژن اکسید در بویلرها، فناوری SNCR به عنوان گزینه‌ای اولیه برای حذف نیتروژن اکسید در بسیاری از بویلرهای کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد. SNCR یعنی فناوری کاهش نیتروژن اکسید با روش کاتالیز‌نشده انتخابی؛ این فناوری در کشور ما، پس از SCR، دومین روش مرسوم برای کاهش نیتروژن اکسید است. در مقایسه با فناوری حذف نیتروژن از طریق SCR، فناوری SNCR نیازی به استفاده از کاتالیزور ندارد؛ علاوه بر آمونیاک، می‌توان از یوریا نیز به عنوان ماده کاهنده در واکنش استفاده کرد. این روش دارای مزایایی مانند هزینه سرمایه‌گذاری کم، هزینه عملیاتی پایین و زمان کوتاه برای انجام واکنش است؛ اما هرچه دیگ‌ها بزرگ‌تر باشند، نرخ حذف نیتروژن کمتر خواهد بود. بنابراین، فناوری SNCR برای دیگ‌های کوچک و متوسط مناسب‌تر است. با پیشرفت فناوری SNCR، به تدریج در کتری‌های بزرگ مورد استفاده قرار گرفت. فناوری حذف نیتروژن از طریق SNCR، شامل پاشیدن مواد کاهنده‌ای مانند NH3 و یوریا درون دیگ بخار است تا با NOx واکنش انتخابی ایجاد کنند؛ در این روش از کاتالیزور استفاده نمی‌شود، بنابراین لازم است مواد کاهنده در منطقه با دمای بالا اضافه شوند. کاهنده در ناحیه‌ای با دمای ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد در محفظه کوره پاشیده می‌شود و به سرعت از طریق تجزیه حرارتی به NH3 تبدیل می‌گردد؛ این ماده سپس با NOx موجود در گازهای خروجی واکنش داده و N2 و آب تولید می‌کند. این فناوری از محفظه کوره به عنوان راکتور استفاده می‌کند. بازدهی فناوری حذف نیتروژن اکسید در دودهای SNCR معمولاً بین ۳۰٪ تا ۸۰٪ است و تحت تأثیر زیادی از ابعاد ساختار دیگ قرار دارد. با استفاده از فناوری SNCR، روند کنونی جایگزینی آمونیاک با اوره به عنوان ماده کاهنده است. در محدوده دمایی ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، واکنش‌های اصلی برای کاهش NOx با استفاده از NH3 یا اوره به شرح زیر است:
در صورتی که NH3 به عنوان کاهنده استفاده شود:
۴ NH3 + ۴NO + O2 → ۴N2 + ۶H2O
در صورتی که اوره به عنوان کاهنده استفاده شود:
NO + CO(NH2)2 + ۱/۲O2 → ۲N2 + CO2 + H2O