蘇源環保SCR煙氣脫硝技術
來源：中環（中國）工程有限公司 閱讀：1833 更新時間：2008-06-19 14:31選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction）技術，簡稱SCR技術，是20世紀80年代初開始逐漸應用于工業鍋爐和電站鍋爐煙氣脫硝的工藝，也是目前應用最廣、最有成效的煙氣脫硝技術。SCR技術是在金屬催化劑作用下，以NH3（或尿素）作為還原劑，將NOx還原成N2和H2O。NH3不和煙氣中的殘余的O2反應，而如果采用H2、CO、CH4等還原劑，它們在還原NOx的同時會與O2作用，因此稱這種方法為“選擇性”。
SCR催化劑一般用使用TiO2作為載體的 V2O5/WO3及MoO3等金屬氧化物，其它組成結構的催化劑也已做了大量的實驗研究，其催化性能不均。對于氧化釩類（純氧化釩或以鋁土、硅土、氧化鋯、氧化鈦為載體）、純的或擔載的鐵、銅、鉻、錳的氧化物均已進行過深入的研究。在沸石的多孔結構中引入過渡金屬，構成如X、Y和ZSM-5離子交換沸石，對SCR催化活性具有改善。大部分工業催化劑的載體采用TiO2或沸石等多孔結構，也有研究報導了使用活性碳和活性焦作為SCR催化劑的載體，并且在低溫下具有較高的SCR活性。
SCR工藝的基本原理圖如圖,其主要反應方程式為4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O，該過程主要由以下步驟組成：
①NO、NH3、O2自煙氣擴散至催化劑的外表面；
②NO、NH3、O2進一步向催化劑中的微孔表面擴散；
③NO、NH3、O2在催化劑的微孔表面上被吸附；
④被吸附的NO、NH3、O2反應轉化成N2和H2O；
⑤N2和H2O從催化劑表面上脫附下來；
⑥脫附下來的H2O和N2從微孔內向外擴散到催化劑外表面；
⑦ H2O和N2從催化劑外表面擴散到主流氣體中被帶走。
SCR系統主要由液氨存儲與供應系統、氨/空氣噴霧系統、SCR控制系統、SCR反應器、SCR的吹灰和輸灰系統組成。液氨由槽車運送到液氨貯槽，輸出的液氨經氨蒸發器后變成氣氨，將其送至氣氨緩沖槽備用。緩沖槽內的氣氨經減壓后送入氣氨/空氣混合器中，與來自稀釋風機的空氣混合后，通過噴氨隔柵(Ammonia Injection Grid, AIG)的噴嘴噴入煙氣中并與之充分混合，繼而進入催化反應器。當煙氣流經催化反應器的催化層時，發生上述氣固催化反應。
工作原理圖
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脫硝工藝技術特點
良好的NOx與NH3的混合和速度均布是保證脫硝效率的前提，也是選用經濟合適的催化劑體積的基礎。SCR裝置通常置于鍋爐省煤器與空預器之間，煙氣溫度較高，常規的冷態試驗模型雖可依據相似原理獲取一定準則數相同下的煙氣速度分布規律，但對氨的擴散和分布以及噴氨隔柵數量巨大的噴嘴與下游催化劑上方氨分布的對應關系卻無能為力。 OI2-SCR開發項目以國華太倉發電有限公司2×600MW煙氣脫硝示范工程為依托，采用有限體積法對SCR反應器及其連接煙道內的流體流動及氨擴散過程進行數值模擬，揭示了其內部流動規律并給出一系列的定性定量分析結果，同時結合現場測試結果，對數值計算結果進行驗證和修正，建立SCR反應器及其連接煙道的設計理論和方法。主要技術特點有：
通過改進煙道形狀、布置及加設導流葉片等措施，使得第一層催化劑上表面的速度標準偏差小于8%(國外公司一般要求為15%)。
通過數值計算，獲取了噴氨隔柵上每一位置的開孔噴出的氨的流動軌跡及遷徙規律，并對其進行了優化設計。通過調整開孔位置及大小，使得第一層催化劑上表面的NH3/NOx摩爾比標準偏差小于4%(國外公司一般要求為10%)。
對100%、75%和50%負荷等不同工況下的煙氣速度分布及氨擴散規律進行分析，使其在任一工況下速度及NH3/NOx摩爾比標準偏差滿足上述數值。
對飛灰在SCR反應器及其連接煙道中的運動規律進行了分析，得出理論上可能發生積灰的部位，并通過聲波吹灰、振打裝置、加設灰斗等工程措施加以改進。
對實際運行的煙氣脫硝裝置用網格法(Testo360)測得各層催化劑上表面的速度、NOx濃度等的分布規律并對計算結果進行修正，同時將結果應用于系統的調試及運行優化。
主要技術性能參數
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