玻璃鋼脫硝除塵器

SCR法的基本原理

選擇性催化還原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）是指在催化劑的作用下，利用還原劑（如NH3）“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無(wú)毒無(wú)污染的N2和H2O。其原理首先由Engelhard公司發(fā)現(xiàn)并于1957年申請(qǐng)，后來(lái)日本在該國(guó)環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下，成功研制出了現(xiàn)今被廣泛使用的V2O5/TiO2催化劑，并分別在1977年和1979年在燃油和燃煤鍋爐上成功投入商業(yè)運(yùn)用。SCR技術(shù)對(duì)鍋爐煙氣NOx控制效果十分顯著、技術(shù)較為成熟，目前已成為世界上應(yīng)用zui多、zui有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。

在SCR脫硝過(guò)程中，通過(guò)加氨可以把NOx轉(zhuǎn)化為空氣中天然含有的氮?dú)猓∟2）和水（H2O），其主要的化學(xué)反應(yīng)如下：

4NO + 4NH3+ O2 → 4N2+ 6H2O                                                                      （5-1）

6NO + 4NH3 → 5N2+ 6H2O                                                                        （5-2）

6NO2 + 8NH3 → 7N2+ 12H2O                                                                    （5-3）

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2+ 6H2O                                                              （5-4）

在沒有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只在很窄的溫度范圍內(nèi)（850～1100℃）進(jìn)行，采用催化劑后使反應(yīng)活化能降低，可在較低溫度（300～400℃）條件下進(jìn)行。而選擇性是指在催化劑的作用和氧氣存在的條件下，NH3優(yōu)先與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)。

在選擇性催化還原系統(tǒng)中，一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨和空氣的混和系統(tǒng)、氨噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等組成，對(duì)火電廠來(lái)說(shuō)，SCR反應(yīng)器一般安裝在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間，因?yàn)榇藚^(qū)間的煙溫剛好適合SCR脫硝還原反應(yīng)，氨則噴射于省煤器與SCR反應(yīng)器之間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣混合后在反應(yīng)器內(nèi)與NOx反應(yīng)。催化劑安放在一個(gè)像固體反應(yīng)器的箱體內(nèi)。催化劑單元通常垂直布置，煙氣由上向下流動(dòng)。典型工藝布置和反應(yīng)原理如圖5-1所示。

  SCR煙氣脫硝原理

SCR是目前世界上應(yīng)用zui多、zui為成熟且zui有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。SCR技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

①NOx脫除效率高

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載及工程實(shí)例監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，SCR法一般的NOx脫除效率可維持在70%-90%，一般的NOx出口濃度可降低至100mg/m3左右，是一種高效的煙氣脫硝技術(shù)。

②二次污染小

SCR法的基本原理是用還原劑將NOx還原為無(wú)毒無(wú)污染的N2和H2O，整個(gè)工藝產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)很少。

③技術(shù)較成熟，應(yīng)用廣泛

SCR煙氣脫硝技術(shù)已在發(fā)達(dá)國(guó)家得到較多應(yīng)用。如德國(guó)，火力發(fā)電廠的煙氣脫硝裝置中SCR法大約占95％。在我國(guó)已建成或擬建的煙氣脫硝工程中采用的也多是SCR法。

④投資費(fèi)用高，運(yùn)行成本高

河北天清--以我國(guó)*家采用SCR脫硝系統(tǒng)的火電廠—福建漳州后石電廠為例，該電廠600MW機(jī)組采用日立公司的SCR煙氣脫硝技術(shù)，總投資約為1.5億人民幣。除了一次性投資外，SCR工藝的運(yùn)行成本也很高，其主要表現(xiàn)在催化劑的更換費(fèi)用高、還原劑（液氨、氨水、尿素等）消耗費(fèi)用高等。