自SNCR脫硝技術引入以來，目前全國已采用了近千套SNCR脫硝裝置。受制于環保公司設計能力和部分從業人員對化工技能相對薄弱的影響，SNCR脫硝系統工藝裝備性能頻頻失利。隨著國家環保力度加大，2016年至2018年將是眾多已采用SNCR脫硝裝置改造的高峰期，通過三個典型SNCR脫硝裝置改造實例加以闡述。
1NOx不達標排放項目
1.1項目情況
2013年5月，江蘇某5000t/d水泥熟料生產線新采用1套SNCR脫硝裝置，項目投運后，NOx一直不能穩定達標排放，無法滿足環保驗收。2014年11月9日～11月23日進行為期2周的技術改造，該生產線實現了NOX的穩定達標排放。
1.2問題分析
（1）存在的問題。通過現場調研，該SNCR脫下裝置主要存在7類問題。
①NOx不能穩定達標排放，不能滿足環保驗收。
②還原劑有效利用率偏低，低于正常值10%～20%。
③脫硝設備運行時，系統煤耗明顯增加。
④設備運行不穩定，噴射系統時常堵塞。
⑤現場工作環境惡劣，氨味重。
⑥脫硝設備運行時，偶爾會出現NOx濃度不降反增現象。
⑦現場管理混亂，操作人員對脫硝系統不熟悉。
（2）出現問題的原因。通過實地觀察分析，存在以上問題的原因主要有5點。
①原脫硝工藝系統設計缺陷。如噴射系統自動調節程度低，不能及時調節各噴槍中還原劑流量，導致NOx不能穩定達標排放。
②噴槍均布置不合理，無溫度反饋，不能及時判斷噴氨點的溫度情況，致使還原劑有效利用率偏低。
③還原劑濃度選取太低以及噴槍安裝法蘭漏風嚴重，使窯系統煤耗明顯增加。
④氨儲罐及氨儲罐呼吸閥都安裝在室內，不利于緩釋氣體的擴散。
⑤企業脫硝項目組中沒有一名化工專業人員，操作人員對SNCR化工工藝理解能力不足，不能很好的駕馭脫硝工藝系統。
1.3改造措施
針對以上分析結果，采取如下5項措施，實現了該SNCR脫硝系統的優化，改造前后主要設備情況見表1。
①增加2只噴槍，重新布置噴槍位置，將7只噴槍分成兩組，將原單一平面布置改造成雙層鋸齒狀分布，同時增加一對還原劑流量調節閥，進行分層控制見圖1。
②適當提高還原劑濃度，同時在噴槍接頭使用密封墊片，減小漏風量。
③將原氨儲罐換呼吸閥布置到室外，降低室內氨濃度。
④增設兩組測溫裝置，實現噴氨與溫度的連鎖控制。
⑤對企業脫硝操作人員進行現場培訓、現場操作考核、筆試考核，同時為操作人員提供處理類似事故的模擬光盤1份。
1.4改造后性能分析
脫硝工藝裝備改造后，在當地環保部門的見證下，經過連續24h+72h檢測，氮氧化物排放符合當地環保要求。改造前后數據對比見表2。
由表2可知，在工藝設備改造后，雖然實現NOx的穩定達標排放，但是依舊存在其它問題，如還原劑的有效利用率依然不高，還有10%～15%的提升空間；系統煤耗理論上可以不增加，還有降低的余地；人為氨損依舊沒能徹底解決等。
2氨“泄漏”項目
2.1項目介紹
2013年7～8月份，某集團公司下屬的兩套SNCR脫硝裝置的儲氨系統長期發生氨“泄漏”，氨損嚴重，設備使用方與設備設計方進行多次交涉，依舊沒能解決問題。
分析其原因，2013年7～8月份，華東地區持續高溫，該集團公司的2套SNCR脫硝裝置均處在華東地區。數據分析，這2套脫硝裝置的氨儲罐的罐體溫度長期維持在28.3℃以上，罐內氨水蒸發量顯著增大，大量含氨緩釋氣體直接通過呼吸閥排入大氣；其次，氨儲罐、噴射泵等都置于室內，僅在墻體同一側開設一扇1.9m²的門和一扇2.5m²的窗，不利于氣體擴散。
2.2改造措施
在征求業主同意后，我們分別拆除了2套SNCR脫硝系統儲氨室的墻壁，僅保留頂部用于遮陽，同時將原有的4只傳統呼吸閥更換為新型呼吸閥，2種呼吸閥對比情況。
（1）傳統呼吸閥。由排氣閥1、吸氣閥2、吸氣口3、排氣口4、殼體5組成見圖2。工作原理：當罐內介質的壓力在呼吸閥的控制操作壓力范圍之內時，呼吸閥不工作，保持罐體的密閉性見圖2-a；當罐內壓力偏高時，排氣閥開啟，罐內緩釋氣體排到大氣中，內外氣壓達到平衡后，排氣閥關閉見圖2-b；反之，吸氣閥開啟，大氣進入罐內見圖2-c。
（2）新型呼吸閥。由緩沖倉1、吸收器2、均壓閥3等三大部分組成見圖3。使用時，緩沖倉頂端通過管道連接到氨儲罐頂部，吸收器浸入到吸收液中，當內外壓差在允許范圍時，設備保壓見圖3-a。當儲罐內壓力高于外界壓力時，緩釋氣體通過吸收器過濾，不凝氣體再排入大氣見圖3-b；反之，均壓閥開啟，外界大氣通緩沖倉進入儲罐見圖3-c。
2.3改造后情況
圍墻拆除后，現場氨濃度雖然有較大幅度的降低，但是周圍下風向氨味依舊刺鼻；工藝改造后，解決了現場人為氨“泄漏”問題，得到了企業的好評。改造前后性能情況見表3。
2.4優缺點分析
新型呼吸閥設有氨吸收裝置，可使緩釋氣體中的大部分氨被吸收液吸收，杜絕了氨的二次污染；吸收液通過氨回收系統返回脫硝系統，實現資源的回收與再利用，實現了節能減排。但其設備結構復雜，要求安裝人員的素質高，不如傳統呼吸閥安裝便利。如果安裝不合適，也會出現氨氣泄漏現象。
3停車噴槍易堵塞項目
3.1項目概述
2013年8月，西北某某企業的1套SNCR脫硝系統，采取“一拖二”模式。脫硝設備投運的前3個月，性能一切良好。2號線燃料中摻有生物質燃料，同時配備了低氮燃燒器，氮氧化物排放濃度接近當地相關標準要求。2013年12月起，2號線脫硝系統開始實施間歇式運行，之后2號線噴槍經常出現堵塞現象，SNCR脫硝設計方多次更換噴槍、噴槍軟管等也無濟于事。2014年5月我們通過現場分析，對其進行工藝技術改造。
3.2技術分析及改造方案
（1）技術分析。SNCR脫硝系統停運時，管道內的氨不能及時被清洗掉，在噴槍、噴射軟管以及對接法蘭處易出現結晶物質，結晶物質富含銨鹽，低溫時銨鹽不易分解并且容易吸附高熔點物質，造成脫硝噴槍或噴槍軟管乃至輸氨管道堵塞。
（2）改造方案。根據企業自身情況，我們對原脫硝工藝系統進行改造，將2號的脫硝工藝系統單獨隔離開，分別在氨儲罐B進噴射泵及軟化水罐進噴射泵間新增1套氣動截止閥，兩閥間采取串聯調節，信號來自2號線窯尾NOx檢測儀，具體改造見圖4，其中藍色部分為新增區域。
3.3改造后性能分析
（1）實施效果。①項目2014年5月22日改造完畢，截止到發稿之日，尚未出現噴槍堵塞現象。②按照改造前平均堵塞1.5次/月計，年節約維修費用9360元。
（2）存在的不足。新增控制系統受NOx信號影響較大，需要定期對NOx儀表進行校正，如果NOx儀表輸出信號出現負偏差而不能及時被校正，會出現脫硝系統在自動模式下無法啟動，進而導致該線脫硝系統“崩潰”。
4小結
SNCR脫硝是個系統性工程，良好的工藝設備配上高素質的管理團隊，才能使該系統取得最大的收益。通過該項目分析，我們可以得出：
（1）還原劑流量分組調節可顯著提升SNCR脫硝效率，實現節能減排。
（2）噴槍分層布置和調節合適的還原劑濃度可有效降低脫硝系統對窯爐系統能耗的增加量。
（3）合適的工藝設備選型以及恰當的設計可有效改善SNCR脫硝現場環境。
（4）合理的控制系統可有效提升還原劑利用效率。
（5）提高設計人員及設備操作人員的化工工藝水平，可以顯著提升SNCR脫硝設備的運行性能。
