SCR脫硝技術

SCR（Selective Catalytic Reduction）即為選擇性催化還原技術，近幾年來發展較快，在西歐和日本得到了廣泛的應用，目前氨催化還原法是應用得最多的技術。它沒有副產物，不形成二次污染，裝置結構簡單，并且脫除效率高（可達90%以上），運行可靠，便于維護等優點。

選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下，NH3優先和NOx發生還原脫除反應，生成氮氣和水，而不和煙氣中的氧進行氧化反應，其主要反應式為：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1）

2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O（2）

在沒有催化劑的情況下，上述化學反應只是在很窄的溫度范圍內（980℃左右）進行，采用催化劑時其反應溫度可控制在300-400℃下進行，相當于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間的煙氣溫度，上述反應為放熱反應，由于NOx在煙氣中的濃度較低， 故反應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脫硝反應的核心,其質量和性能直接關系到脫硝效率的高低,所以,在火電廠脫硝工程中, 除了反應器及煙道的設計不容忽視外,催化劑的參數設計同樣至關重要。

一般來說,脫硝催化劑都是為項目量身定制的,即依據項目煙氣成分、特性,效率以及客戶要求來定的。 催化劑的性能(包括活性、選擇性、穩定性和再生性)無法直接量化,而是綜合體現在一些參數上,主要有:活性溫度、幾何特性參數、機械強度參數、化學成分含量、工藝性能指標等。

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生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。 選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發生還原反應，而不與煙氣中的氧氣發生反應。

SCR脫硝工藝流程：還原劑 (氨) 用罐裝卡車運輸，以液體形態儲存于氨罐中；液態氨在注入SCR 系統煙氣之前經由蒸發器蒸發氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應器中催化劑的作用下發生反應，去除NOx。

SCR脫硝工藝流程圖

SCR脫硝系統

SCR脫硝系統主要由SCR催化反應器、氨氣注入系統、煙氣旁路系統、氨的儲存和制備系統等組成。 SCR催化反應器的布置方式，目前國內外一般采用高塵布置方式，即布置在省煤器和空預器之間的高溫煙道內。在該位置，煙氣溫度能夠達到反應的最佳溫度。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，每路煙氣并行進入一個垂直布置的SCR反應器里，即每臺鍋爐配有二個反應器，煙氣經過均流器后進入催化劑層。在煙氣進入催化劑層前設有氨氣注入系統，煙氣與氨氣充分混合后進行催化劑反應，脫去NOX。反應后的煙氣進入空預器、電除塵器、引風機和脫硫裝置后，排入煙囪。SCR反應器布置在空預器上方。

SCR脫硝系統組成

·         反應器/催化劑系統

·         煙氣/氨的混合系統

·         氨的儲備與供應系統

·         煙道系統

·         SCR的控制系統

SCR脫硝設備

反應器/催化劑系統
主要設備：反應器，催化劑，吹灰器
煙氣/氨的混合系統
主要設備：稀釋風機，靜態混合器，氨噴射格柵（AIG），空氣/氨混合器
氨的儲備與供應系統
主要設備：卸料壓縮機，氨蒸發器（電/蒸汽），氨罐，緩沖罐，稀釋槽
煙道系統
主要設備：擋板（有旁路），膨脹節，導流板，煙道
SCR的控制系統
主要設備：DCS、PLC，儀表、盤柜等

SNCR脫硝技術

SNCR脫硝技術即選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡寫為SNCR）技術，是一種不用催化劑，在850～1100℃的溫度范圍內，將含氨基的還原劑（如氨水，尿素溶液等）噴入爐內，將煙氣中的NOx還原脫除，生成氮氣和水的清潔脫硝技術。

在合適的溫度區域，且氨水作為還原劑時，其反應方程式為：
4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O （1）

然而，當溫度過高時，也會發生如下副反應：
4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O（2）

SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為30%～80%，受鍋爐結構尺寸影響很大。采用SNCR技術，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。

SNCR脫硝原理

SNCR 技術脫硝原理為：
在850～1100℃范圍內，NH3或尿素還原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

 SNCR脫硝系統組成：

SNCR（噴氨）系統主要由卸氨系統、罐區、加壓泵及其控制系統、混合系統、分配與調節系統、噴霧系統等組成。

SNCR系統煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成：
接收和儲存還原劑；在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑；
還原劑的計量輸出、與水混合稀釋；還原劑與煙氣混合進行脫硝反應。

SNCR脫硝工藝流程

如圖（二）所示，水泥窯爐SNCR煙氣脫硝工藝系統主要包括還原劑儲存系統、循環輸送模塊、稀釋計量模塊、分配模塊、背壓模塊、還原劑噴射系統和相關的儀表控制系統等。

SNCR脫硝工藝流程圖

圖（二）典型水泥窯爐SNCR脫硝工藝流程圖

SNCR脫硝設備