氮氧化物（NOx）是燃煤锅炉、工业窑炉、垃圾焚烧炉排放的主要大气污染物之一，导致酸雨、光化学烟雾和细颗粒物（PM2.5）污染。选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术是在炉膛（或烟道）内850-1100℃温度窗口喷入还原剂（氨水NH₃·H₂O或尿素CO(NH₂)₂），将NOx还原为N₂和H₂O。SNCR脱硝效率较低（30%-60%），且易产生氨逃逸（NH₃未反应即排出，形成气溶胶，刺激呼吸道，污染环境）。生石灰（CaO）及其水化物[Ca(OH)₂]作为SNCR脱硝添加剂，可以提高脱硝效率，降低氨逃逸，并协同脱除酸性气体（HCl、SO₂）和抑制二噁英生成。它是廉价、多功能的“脱硝助剂”，尤其适用于循环流化床锅炉和垃圾焚烧炉。

生石灰在SNCR脱硝中的作用机理如下。脱除HCl（氯化氢）：燃用高氯燃料（如生物质、垃圾、高氯煤）时，烟气中的HCl会与喷入的NH₃反应生成NH₄Cl（氯化铵，白色气溶胶），NH₄Cl不参与NOx还原反应，反而降低脱硝效率，增加氨逃逸。HCl + NH₃ → NH₄Cl。加入生石灰（或消石灰）后，CaO与HCl反应生成CaCl₂（无毒、稳定），减少HCl对NH₃的消耗，使更多NH₃用于还原NOx。反应式：CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O。同时，CaO与SO₂反应生成CaSO₃/CaSO₄，减轻SO₂对脱硝反应的干扰（SO₂会毒害SCR催化剂，但对SNCR影响较小）。拓宽温度窗口：CaO催化尿素（或氨）与NOx的反应，使SNCR的有效反应温度下限从850℃降低至800℃，上限从1100℃提高至1150℃，增强了SNCR对锅炉负荷波动的适应性。抑制二噁英生成：垃圾焚烧炉（尤其是循环流化床）中，二噁英（PCDD/Fs）的生成与Cu、Fe等过渡金属氯化物催化有关。CaO与金属氯化物反应生成金属氧化物和CaCl₂，破坏催化活性中心；CaO与Cl₂反应生成CaCl₂，减少氯化剂（Cl₂）的浓度，从而抑制二噁英的生成（脱氯效应）。同时，CaO可吸收烟气中的SO₂，减少SO₂对二噁英合成的促进（SO₂将CuO转化为CuSO₄，后者催化活性较低——作用复杂）。因此，在垃圾焚烧炉中，喷入生石灰（或石灰石）是控制二噁英排放的辅助措施（与活性炭喷射协同）。

生石灰在SNCR脱硝中的应用方式包括干法喷入和湿法喷入。干法：将生石灰粉（200目以上）用压缩空气喷入炉膛（或烟道），与还原剂（氨水/尿素溶液）分别喷射（或预混合后喷射）。干法喷入石灰量根据烟气中HCl、SO₂浓度确定（Ca/Cl摩尔比1-2，Ca/S摩尔比1-2），一般每标立方米烟气喷入0.5-3g石灰。湿法：将生石灰消化为石灰乳（10%-20% Ca(OH)₂），与尿素溶液混合后喷入炉膛。湿法石灰-尿素溶液的雾化效果优于纯尿素溶液，且石灰乳与HCl、SO₂的反应速率更快。但石灰乳易堵塞喷嘴（CaCO₃、CaSO₄沉淀），需使用大孔径喷嘴并定期清洗。

工程应用效果：在燃煤循环流化床锅炉（CFB）上，喷入生石灰（或石灰石）作为脱硫剂（炉内脱硫）的同时，对SNCR脱硝有促进作用。某75t/h CFB锅炉（燃用高硫煤）测试表明：单独喷尿素（SNCR），脱硝效率42%，氨逃逸18ppm；在尿素溶液中加入5%（质量）消石灰（与尿素共喷），脱硝效率提升至58%，氨逃逸降至9ppm；同时SO₂排放从800mg/m³降至200mg/m³（石灰脱硫）。在垃圾焚烧炉（炉排炉或CFB）上，喷入石灰-尿素溶液（或石灰+活性炭+尿素干粉喷射），脱硝效率50%-70%，HCl排放<10mg/m³（满足欧盟2010/75/EU标准），二噁英排放<0.05ng TEQ/m³（活性炭吸附为主，石灰贡献为辅）。

生石灰添加剂SNCR脱硝的技术经济分析：石灰的价格（300-500元/吨）远低于氨水（800-1200元/吨）和尿素（2000-2500元/吨），但石灰消耗量大（Ca/Cl、Ca/S摩尔比>1）。对于高氯、高硫燃料，石灰的消耗成本可能超过还原剂成本。但石灰同时具有脱硫、脱氯、抑制二噁英的功能，可节省单独脱硫（湿法脱硫投资大）和二噁英控制（活性炭昂贵）的费用。综合来看，石灰添加剂SNCR适用于中小型锅炉（特别是循环流化床锅炉）和垃圾焚烧炉，作为“低成本、多用途”的污染物协同控制技术。

生石灰用于SNCR脱硝的局限性：石灰粉喷入炉膛会造成飞灰含钙量升高，影响飞灰的综合利用（如用于水泥生产的飞灰含钙量过高，但可接受）；石灰石（CaCO₃）分解为CaO需要吸收热量（约178kJ/mol），会略微降低锅炉效率（0.1%-0.5%）；石灰-尿素溶液喷嘴的堵塞问题需要解决（加装滤网、定期冲洗、使用双流体喷嘴）。对于燃用低氯、低硫燃料的锅炉，石灰的促进作用不显著，无需添加。

随着“超低排放”（NOx<50mg/m³，SO₂<35mg/m³，颗粒物<5mg/m³）和“二噁英控制”要求的提高，SNCR脱硝技术常与SCR（选择性催化还原）联用（SNCR+SCR），石灰添加剂在SNCR段的应用仍有优化空间。对于环保工程师和锅炉运行人员，理解石灰在SNCR中的作用，可以指导工艺参数调整（石灰用量、喷射位置、喷射方式），实现经济高效的多污染物协同控制。