一、脫硝反應器概述

脫硝反應器是脫硝系統中的關鍵設備，脫硝系統主要有選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)等工藝，這里重點介紹SCR脫硝反應器相關內容。SCR脫硝技術是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑，利用催化劑（如鐵、釩、鉻、鈷或鉬等金屬）在一定溫度（310 - 420℃）時將煙氣中的NOx轉化為氮氣和水，由于NH3具有選擇性，只與NOx發生反應，基本不與O2反應，故稱為選擇性催化還原脫硝

二、SCR脫硝反應器的組成部分

• 存儲與供應部分：例如液氨由槽車運送到后存儲到液氨儲管中，輸出的液氨經氨蒸發器后變成氣氨并存于緩沖槽備用等操作涉及到存儲與供應體系1。

• 氨/空氣噴霧系統：緩沖槽中氣氨經減壓后送入氣氨/空氣混合器中，與空氣預熱氣出來的熱空氣混合，噴氨格柵的噴嘴將氨水噴入煙道內1。

• 氣流調節裝置：使噴嘴處的氣流保持均勻穩定，這有助于后續反應的順利進行1。

• 氣流混合裝置：將氨氣與煙氣充分混合，繼而進入SCR反應器

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• SCR反應器：是核心反應區域，當煙氣流經SCR反應器催化層時，與霧化氨/空氣發生選擇性催化還原反應，生成無害的氮氣(N2) 1。

• SCR控制系統：依據確定的NH3/NOx摩爾比來提供所需要的氣氨流量，通過在不同負荷下的對氣氨流量的調整，找到佳的噴氨量等操作，并且防止過量的氨溢出，避免產生二次污染1。

• SCR吹灰和輸灰等部分：保障反應器的正常運行，例如去除在反應過程中產生的灰塵等雜質1。

三、SCR脫硝反應器的工作原理

• 主要反應式

• 當煙氣中有氧氣時，NO通過反應“4NO + 4NH3+O2→4N2+6H2O”和“6NO + 4NH3→5N2+6H2O”被還原，其中反應“4NO + 4NH3+O2→4N2+6H2O”優先進行，氨消耗量與NO還原量有一對一的關系2。

• 在鍋爐的煙氣中，NO2一般約占總的NOx濃度的5%，NO2參與的反應如下：“2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O”和“6NO2+8NH3→7N2+12H2O”，還原NO2比還原NO需要更多的氨2。

• 溫度影響

• 溫度過低時：SO3和逃逸的氨反應，形成硫酸氫和硫酸（NH3+SO3+H2O→NH4HSO4、2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4），這些物質在煙氣中凝結并沉積，可以使催化劑失活；造成SCR系統的下游設備沾污和腐蝕，增加空氣預熱器的壓降并降低其傳熱性能；使飛灰及脫硫裝置副產物不適合于特定的用途。為避免催化劑沾污，在滿負荷條件下，SCR系統運行溫度應該維持在310℃以上2。

• 溫度310 - 420℃時：隨著反應溫度的升高，脫硝反應速率增加，脫硝效率升高。

• 當溫度升至420℃后：脫硝效率隨溫度的升高而下降