選擇性催化還原脫硝工藝的布置方式及分析

更新時間：2008-09-08 12:00 來源：作者: 閱讀：1126

摘要:選擇性催化還原脫硝工藝（SCR）是一種高效的煙氣脫硝技術。本文介紹了SCR工藝的脫硝原理、三種布置方式在國內外的應用情況，闡述了三種布置工藝工業化應用中所出現的問題及對策，并對SCR工藝在脫氮效率、投資與運行費用、系統復雜性、氨泄漏等方面進行了分析與評價。

關鍵詞:選擇性催化還原;脫硝工藝;SCR;布置方式

選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR）脫硝工藝是一種高效、高選擇性的煙氣脫硝技術，已廣泛應用于電站鍋爐、城市垃圾焚燒、化學處理廠、鋼鐵和水泥加工廠的煙氣治理。目前，歐洲、日本、美國等對NOx排放控制嚴格的國家和地區，已大量使用SCR煙氣脫硝工藝來脫除燃煤電廠廢氣中的氮氧化物。SCR脫硝工藝發明于1959年，20世紀70年代日本率先將SCR方法用于控制電站鍋爐NOx的排放，現約有170套SCR系統運行在近100000MW的發電機組上。歐洲于20世紀80年代引進SCR脫硝工藝，并在多座電廠上采用不同的脫硝方法進行試驗，結果表明SCR脫硝工藝是最好的脫除NOx的方法。90年代，德國有140多座電廠使用SCR脫硝系統，總容量達到30GW。截至2002年，歐洲總共有約55GW容量的電力系統應用了SCR設備。美國在1998年頒布NOxState Implementation Plan（SIP）法令時，美國環保總署預計將安裝75GW的SCR系統，以滿足SIP法令的要求，到2004年底，約有100GW容量的電站使用了SCR設備，占美國燃煤電站總容量的33％。

1 SCR脫硝工藝的脫硝原理

選擇性催化還原（SCR）脫硝工藝是在催化劑的作用下，以NH3為還原劑，選擇催化還原煙氣中NOx為無害的N2和H2O，以脫除NOx，滿足日趨嚴格的環保要求；相比于SNCR的脫硝率（30％～50％），SCR系統的脫氮效率可達90％以上。

SCR脫硝工藝通常使用液態氨、氨水、尿素作為還原劑。還原劑的選用，一方面取決于詳細的技術經濟比較，另一方面取決于當地法律法規的要求及氨來源的可靠性和穩定性。其中，液態氨的投資、運輸和使用成本最低，但液態氨屬于易燃易爆物品，必須有嚴格的安全保證和防火措施，其運輸、存儲涉及到當地的法規和勞動衛生標準。脫硝所用氨水的質量百分比一般為20%～30%，較液態氨安全，但運輸體積大，運輸成本比液態氨高。尿素是一種顆粒狀的農業肥料，安全無害，但制氨系統復雜，設備占地面積大、初投資大，存在著尿素的存儲潮解問題。在日本和臺灣，普遍使用液態氨作為還原劑；在美國，政府對公路運輸液態氨實行管制，因此一般采用尿素為還原劑。三種還原劑的比較見表1。

2 SCR脫硝工藝的三種布置方式

根據SCR反應器在鍋爐后的不同位置，SCR脫硝工藝大致有三種布置方式：高灰區域布置方式、低灰區域布置方式和末端布置方式。

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