SCR煙(yan)氣脫硝技術

近幾年來(lai)選擇性催化還原煙氣脫硝(xiao)技(ji)術(shu)(SCR)發展較快,在歐洲和日本(ben)得(de)到了廣(guang)泛的(de)應用，目前氨催化還原煙氣脫硝(xiao)技(ji)術(shu)是應用最多(duo)的(de)技(ji)術(shu)。

1）SCR脫硝反應

SCR脫硝(xiao)系(xi)統是向催(cui)化劑(ji)上游(you)(you)的(de)煙(yan)氣中(zhong)噴(pen)入氨(an)氣或其它合適的(de)還原(yuan)劑(ji)、利用(yong)催(cui)化劑(ji)將(jiang)煙(yan)氣中(zhong)的(de)NOX轉化為氮氣和水(shui)。在通(tong)常的(de)設計(ji)中(zhong)，使用(yong)液(ye)態無(wu)水(shui)氨(an)或氨(an)水(shui)（氨(an)的(de)水(shui)溶液(ye)），無(wu)論以何種形式使用(yong)氨(an)，首(shou)先使氨(an)蒸發，然(ran)后氨(an)和稀釋空(kong)氣或煙(yan)氣混合，最(zui)后利用(yong)噴(pen)氨(an)格柵將(jiang)其噴(pen)入SCR反應器(qi)上游(you)(you)的(de)煙(yan)氣中(zhong)。

在SCR反應器(qi)內，NO通(tong)過以下(xia)反應被還原：

4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO+4NH3→5N2+6H2O

當(dang)煙氣(qi)(qi)中有(you)氧氣(qi)(qi)時，反應第(di)一(yi)式優先進行，因此，氨消耗量與(yu)NO還原(yuan)量有(you)一(yi)對一(yi)的關系。

在(zai)鍋爐(lu)的(de)煙(yan)氣(qi)中(zhong)，NO2一(yi)般約占總的(de)NOX濃度的(de)5%，NO2參與的(de)反應如(ru)下：

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

上(shang)面兩個反應(ying)表明(ming)還原NO2比(bi)還原NO需要更多的氨。

在絕大多數鍋爐的煙氣中，NO2僅占NOX總(zong)量的一小部分，因(yin)此NO2的影響并(bing)不顯著。

SCR系統NOX脫除效率通常很(hen)高(gao)，噴入到(dao)煙氣中(zhong)的(de)(de)氨(an)(an)幾乎完全和(he)NOX反應(ying)。有一(yi)小部分氨(an)(an)不反應(ying)而是(shi)作為氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)離開(kai)了反應(ying)器。一(yi)般來說，對于(yu)新(xin)的(de)(de)催(cui)化(hua)劑，氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)量(liang)(liang)很(hen)低。但是(shi)，隨著催(cui)化(hua)劑失活或(huo)(huo)(huo)者(zhe)表面被(bei)飛灰覆蓋或(huo)(huo)(huo)堵塞，氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)量(liang)(liang)就會增(zeng)加(jia)，為了維持需要(yao)的(de)(de)NOX脫除率，就必(bi)須增(zeng)加(jia)反應(ying)器中(zhong)NH3/NOX摩(mo)爾比。當不能保(bao)證預(yu)先(xian)設定的(de)(de)脫硝(xiao)效率和(he)（或(huo)(huo)(huo)）氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)量(liang)(liang)的(de)(de)性(xing)能標(biao)準(zhun)時，就必(bi)須在反應(ying)器內添加(jia)或(huo)(huo)(huo)更(geng)換(huan)(huan)新(xin)的(de)(de)催(cui)化(hua)劑以恢復催(cui)化(hua)劑的(de)(de)活性(xing)和(he)反應(ying)器性(xing)能。從新(xin)催(cui)化(hua)劑開(kai)始使用到(dao)被(bei)更(geng)換(huan)(huan)這段時間稱為催(cui)化(hua)劑壽(shou)命(ming)。

2）SCR系統組成及反應器布置(zhi)

SCR反應器在(zai)鍋(guo)爐煙道中一般有三種不同(tong)的安(an)裝位置(zhi)，即熱段/高灰(hui)布(bu)置(zhi)、熱段/低灰(hui)和冷(leng)段布(bu)置(zhi)。

（1）熱(re)段/高(gao)灰布(bu)置(zhi)：反應器(qi)(qi)布(bu)置(zhi)在空氣預熱(re)器(qi)(qi)前溫(wen)(wen)度為350℃左(zuo)右的(de)(de)位置(zhi)，此時煙氣中所含有的(de)(de)全(quan)部(bu)飛灰和SO2均通(tong)過催(cui)化(hua)劑反應器(qi)(qi)，反應器(qi)(qi)的(de)(de)工作條(tiao)件是在“不(bu)干凈”的(de)(de)高(gao)塵煙氣中。由于這種布(bu)置(zhi)方案的(de)(de)煙氣溫(wen)(wen)度在300～400℃的(de)(de)范圍內，適合于多數催(cui)化(hua)劑的(de)(de)反應溫(wen)(wen)度，因而它被廣泛采用。

（2）熱段/低灰布置：反(fan)(fan)(fan)應器布置在(zai)靜(jing)電(dian)除塵(chen)器和(he)空氣(qi)預(yu)熱器之間，這(zhe)時(shi)，溫度為(wei)300～400℃的(de)煙氣(qi)先經過電(dian)除塵(chen)器以后(hou)再進入催化劑反(fan)(fan)(fan)應器，這(zhe)樣可(ke)以防(fang)止煙氣(qi)中(zhong)的(de)飛灰對(dui)催化劑的(de)污染和(he)將反(fan)(fan)(fan)應器磨損(sun)或堵塞，但(dan)煙氣(qi)中(zhong)的(de)SO3始終存在(zai)。采用(yong)(yong)這(zhe)一方案的(de)最大問題(ti)是，靜(jing)電(dian)除塵(chen)器無法在(zai)300～400℃的(de)溫度下正常運(yun)行，因此很少(shao)采用(yong)(yong)。

（3）冷(leng)段布(bu)置：反(fan)應器(qi)(qi)布(bu)置在煙氣脫硫裝(zhuang)置（FGD）之(zhi)后，這(zhe)樣催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)將完全工作在無塵、無SO2的(de)(de)“干(gan)凈(jing)”煙氣中，由于不(bu)存在飛灰對反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)堵塞及(ji)腐蝕問題(ti)(ti)(ti)，也不(bu)存在催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)污染和中毒(du)問題(ti)(ti)(ti)，因(yin)此可(ke)(ke)以(yi)采用高活性的(de)(de)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)，減少(shao)了反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)體積并(bing)使反(fan)應器(qi)(qi)布(bu)置緊湊(cou)。當催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)在“干(gan)凈(jing)”煙氣中工作時，其工作壽命(ming)(ming)可(ke)(ke)達3～5年（在“不(bu)干(gan)凈(jing)”的(de)(de)煙氣中的(de)(de)工作壽命(ming)(ming)為2～3年）。這(zhe)一布(bu)置方式(shi)的(de)(de)主要(yao)問題(ti)(ti)(ti)是，當將反(fan)應器(qi)(qi)布(bu)置在濕(shi)式(shi)FGD脫硫裝(zhuang)置后，其排(pai)煙溫度僅(jin)為50～60℃，因(yin)此，為使煙氣在進入催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)反(fan)應器(qi)(qi)之(zhi)前達到所需(xu)要(yao)的(de)(de)反(fan)應溫度，需(xu)要(yao)在煙道內加裝(zhuang)燃油或燃燒天然氣的(de)(de)燃燒器(qi)(qi)，或蒸(zheng)汽加熱(re)(re)的(de)(de)換熱(re)(re)器(qi)(qi)以(yi)加熱(re)(re)煙氣，從而增(zeng)加了能(neng)源消(xiao)耗和運行費用。

對于一般燃油或燃煤(mei)鍋(guo)爐(lu)，其SCR反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)多選擇安裝于鍋(guo)爐(lu)省(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)與(yu)空氣(qi)預熱器(qi)(qi)之間，因為(wei)(wei)此(ci)區(qu)間的(de)煙氣(qi)溫度剛好(hao)適合(he)SCR脫硝(xiao)還原反(fan)(fan)應(ying)，氨被噴射于省(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)與(yu)SCR反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)間煙道內的(de)適當(dang)位置，使其與(yu)煙氣(qi)充分混合(he)后在反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)內與(yu)氮(dan)氧(yang)化物(wu)反(fan)(fan)應(ying)，SCR系(xi)統(tong)商業運行(xing)業績的(de)脫硝(xiao)效率約(yue)為(wei)(wei)70%～90%。

SNCR煙氣(qi)脫硝技(ji)術(shu)

選(xuan)擇性催化(hua)(hua)還原(yuan)脫除NOX的運(yun)行成(cheng)本主要(yao)受催化(hua)(hua)劑壽(shou)命的影響(xiang)，一種不需(xu)要(yao)催化(hua)(hua)劑的選(xuan)擇性還原(yuan)過程或(huo)許更加誘(you)人(ren)，這就是選(xuan)擇性非催化(hua)(hua)還原(yuan)技(ji)術。該(gai)技(ji)術是用NH3、尿素等還原(yuan)劑噴入(ru)爐內與NOX進(jin)行選(xuan)擇性反應(ying)，不用催化(hua)(hua)劑，因此必須在高(gao)溫區(qu)加入(ru)還原(yuan)劑。還原(yuan)劑噴入(ru)爐膛溫度為850～1100℃的區(qu)域(yu)，該(gai)還原(yuan)劑（尿素）迅(xun)速(su)熱分(fen)解成(cheng)NH3并與煙氣中的NOX進(jin)行SNCR反應(ying)生(sheng)成(cheng)N2，該(gai)方法是以爐膛為反應(ying)器。

研究發現，在爐膛850～1100℃這(zhe)一狹窄的溫度范圍(wei)內(nei)、在無催(cui)化劑作(zuo)(zuo)用下，NH3或尿素(su)等氨基還原(yuan)(yuan)劑可選擇性地還原(yuan)(yuan)煙(yan)氣中(zhong)的NOX，基本上(shang)不與煙(yan)氣中(zhong)的O2作(zuo)(zuo)用，據此發展了(le)SNCR法。在850～1100℃范圍(wei)內(nei)，NH3或尿素(su)還原(yuan)(yuan)NOX的主要反應為：

NH3為還原劑

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

尿素為還原劑

NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+H2O

當溫(wen)度高(gao)于1100℃時, NH3則會被氧化(hua)為(wei)

4NH3+5O2→4NO+6H2O

不同還(huan)原劑有(you)不同的(de)反應(ying)溫(wen)(wen)度(du)(du)范(fan)圍(wei)，此溫(wen)(wen)度(du)(du)范(fan)圍(wei)稱為(wei)溫(wen)(wen)度(du)(du)窗。NH3的(de)反應(ying)最佳溫(wen)(wen)度(du)(du)區為(wei) 850～1100℃。當反應(ying)溫(wen)(wen)度(du)(du)過高時，由(you)于氨的(de)分(fen)解會使(shi)NOx還(huan)原率降低，另一方(fang)面(mian)，反應(ying)溫(wen)(wen)度(du)(du)過低時，氨的(de)逃逸增加，也會使(shi)NOx還(huan)原率降低。NH3是(shi)高揮(hui)發性和有(you)毒物質(zhi)，氨的(de)逃逸會造成新的(de)環境污染(ran)。

引起SNCR系統氨逃逸的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)有(you)兩種(zhong)，一是由(you)于噴(pen)(pen)入(ru)(ru)點煙氣(qi)溫度低(di)影響了氨與(yu)NOx的(de)(de)(de)反應;另一種(zhong)可(ke)能是噴(pen)(pen)入(ru)(ru)的(de)(de)(de)還原(yuan)(yuan)劑(ji)過量或還原(yuan)(yuan)劑(ji)分(fen)布(bu)(bu)(bu)不(bu)均勻。還原(yuan)(yuan)劑(ji)噴(pen)(pen)入(ru)(ru)系統必(bi)須能將還原(yuan)(yuan)劑(ji)噴(pen)(pen)入(ru)(ru)到爐內最有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)部位，因(yin)為(wei)NOx在爐膛內的(de)(de)(de)分(fen)布(bu)(bu)(bu)經常變化(hua)，如果(guo)噴(pen)(pen)入(ru)(ru)控制點太少或噴(pen)(pen)到爐內某(mou)個(ge)斷面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)氨分(fen)布(bu)(bu)(bu)不(bu)均勻，則(ze)會出現分(fen)布(bu)(bu)(bu)較高(gao)的(de)(de)(de)氨逃逸量。在較大(da)的(de)(de)(de)燃(ran)煤鍋爐中(zhong)，還原(yuan)(yuan)劑(ji)的(de)(de)(de)均勻分(fen)布(bu)(bu)(bu)則(ze)更(geng)困難，因(yin)為(wei)較長的(de)(de)(de)噴(pen)(pen)入(ru)(ru)距(ju)離(li)需要覆蓋相當大(da)的(de)(de)(de)爐內截面(mian)。為(wei)保證脫硝反應能充分(fen)地進(jin)行，以最少的(de)(de)(de)噴(pen)(pen)入(ru)(ru)NH3量達到最好(hao)的(de)(de)(de)還原(yuan)(yuan)效(xiao)果(guo)，必(bi)須設法(fa)使噴(pen)(pen)入(ru)(ru)的(de)(de)(de)NH3與(yu)煙氣(qi)良好(hao)地混合。

SNCR煙氣脫硝(xiao)(xiao)技術的脫硝(xiao)(xiao)效率一般為25%-50%。

尊敬的客(ke)戶：

?  山東新(xin)澤儀(yi)器有限公司主(zhu)要產品有(you)氧分(fen)析儀(yi)(yi)系(xi)(xi)列、露(lu)點儀(yi)(yi)系(xi)(xi)列、氫氣(qi)分(fen)析儀(yi)(yi)系(xi)(xi)列、紅外線(xian)分(fen)析儀(yi)(yi)系(xi)(xi)列、氣(qi)體報(bao)警儀(yi)(yi)系(xi)(xi)列等，同時過程分(fen)析系(xi)(xi)統有(you)CEMS煙氣(qi)連續(xu)監測系(xi)統、脫(tuo)硫脫(tuo)硝煙氣(qi)分析系(xi)統致力為廣大用戶提供高品質產品、完整的解決方案和優質的技術服務。您可以通過網頁撥打本公司的服務熱線0531-85800911或18888368283了(le)解更多產品(pin)的詳細信息，至善(shan)至美的服(fu)務(wu)是我們(men)(men)永無止境的追求，歡(huan)迎新老客戶來廠實地(di)考察，我們(men)(men)將竭(jie)誠為您服(fu)務(wu)！