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SCR脫硝技術(shù)

SCR（Selective Catalytic Reduction）即為選擇性催化還原技術(shù)，近幾年來(lái)發(fā)展較快，在西歐和日本得到了廣泛的應(yīng)用，目前氨催化還原法是應(yīng)用得最多的技術(shù)。它沒(méi)有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且脫除效率高（可達(dá)90%以上），運(yùn)行可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下，NH3優(yōu)先和NOx發(fā)生還原脫除反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，其主要反應(yīng)式為：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1）

2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O（2）

在沒(méi)有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只是在很窄的溫度范圍內(nèi)（980℃左右）進(jìn)行，采用催化劑時(shí)其反應(yīng)溫度可控制在300-400℃下進(jìn)行，相當(dāng)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度，上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于NOx在煙氣中的濃度較低， 故反應(yīng)引起催化劑溫度的升高可以忽略。

下圖是SCR法煙氣脫硝工藝流程示意圖

SCR脫硝原理

SCR 技術(shù)脫硝原理為：在催化劑作用下，向溫度約280～420 ℃的煙氣中噴入氨，將NOX 還原成N2 和H2O。

SCR脫硝催化劑

催化劑作為SCR脫硝反應(yīng)的核心,其質(zhì)量和性能直接關(guān)系到脫硝效率的高低,所以,在火電廠脫硝工程中, 除了反應(yīng)器及煙道的設(shè)計(jì)不容忽視外,催化劑的參數(shù)設(shè)計(jì)同樣至關(guān)重要。

一般來(lái)說(shuō),脫硝催化劑都是為項(xiàng)目量身定制的,即依據(jù)項(xiàng)目煙氣成分、特性,效率以及客戶(hù)要求來(lái)定的。 催化劑的性能(包括活性、選擇性、穩(wěn)定性和再生性)無(wú)法直接量化,而是綜合體現(xiàn)在一些參數(shù)上,主要有:活性溫度、幾何特性參數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度參數(shù)、化學(xué)成分含量、工藝性能指標(biāo)等。

催化劑的形式有：波紋板式，蜂窩式，板式

SCR脫硝工藝

SCR脫硝工藝的原理是在催化劑的作用下，還原劑（液氨）與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無(wú)害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。 選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。

SCR脫硝工藝流程：還原劑 (氨) 用罐裝卡車(chē)運(yùn)輸，以液體形態(tài)儲(chǔ)存于氨罐中；液態(tài)氨在注入SCR 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過(guò)噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx。

SCR脫硝系統(tǒng)

SCR脫硝系統(tǒng)主要由SCR催化反應(yīng)器、氨氣注入系統(tǒng)、煙氣旁路系統(tǒng)、氨的儲(chǔ)存和制備系統(tǒng)等組成。 SCR催化反應(yīng)器的布置方式，目前國(guó)內(nèi)外一般采用高塵布置方式，即布置在省煤器和空預(yù)器之間的高溫?zé)煹纼?nèi)。在該位置，煙氣溫度能夠達(dá)到反應(yīng)的最佳溫度。因此本期工程脫硝裝置擬采用高塵布置方式。 煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路，每路煙氣并行進(jìn)入一個(gè)垂直布置的SCR反應(yīng)器里，即每臺(tái)鍋爐配有二個(gè)反應(yīng)器，煙氣經(jīng)過(guò)均流器后進(jìn)入催化劑層。在煙氣進(jìn)入催化劑層前設(shè)有氨氣注入系統(tǒng)，煙氣與氨氣充分混合后進(jìn)行催化劑反應(yīng)，脫去NOX。反應(yīng)后的煙氣進(jìn)入空預(yù)器、電除塵器、引風(fēng)機(jī)和脫硫裝置后，排入煙囪。SCR反應(yīng)器布置在空預(yù)器上方。

SCR脫硝系統(tǒng)組成

?6?1反應(yīng)器/催化劑系統(tǒng)

?6?1煙氣/氨的混合系統(tǒng)

?6?1氨的儲(chǔ)備與供應(yīng)系統(tǒng)

?6?1煙道系統(tǒng)

?6?1SCR的控制系統(tǒng)

SCR脫硝設(shè)備

反應(yīng)器/催化劑系統(tǒng)

主要設(shè)備：反應(yīng)器，催化劑，吹灰器

煙氣/氨的混合系統(tǒng)

主要設(shè)備：稀釋風(fēng)機(jī)，靜態(tài)混合器，氨噴射格柵（AIG），空氣/氨混合器

氨的儲(chǔ)備與供應(yīng)系統(tǒng)

主要設(shè)備：卸料壓縮機(jī)，氨蒸發(fā)器（電/蒸汽），氨罐，緩沖罐，稀釋槽

煙道系統(tǒng)

主要設(shè)備：擋板（有旁路），膨脹節(jié)，導(dǎo)流板，煙道

SCR的控制系統(tǒng)

主要設(shè)備：DCS、PLC，儀表、盤(pán)柜等