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SCR脱硝
点击数:237次 添加时间:2018-11-19 [打印] [返回] [收藏]

 

 

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,以下简称为SCR)技术是目前降低NOx排放量最为高效,且是国内外应用最多最成熟的技术,脱硝率可达80%以上。

一、SCR脱硝反应

SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种方法都是利用氨气(NH3)作为还原介质,其基本原理是氨气和稀释空气混合后,通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟道中,与原烟气充分混合后,进入SCR反应器,在催化剂的作用下,氨气选择性地与烟气中的NOx(主要是NONO2)发生化学反应,生成无害的氮气(N2)和水(H2O)。主要反应化学方程式为:

4NO + 4NH3 + O2→ 4N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3→ 7N2 + 12H2O

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O

尿素法SCR,则是先将尿素转化为氨之后,再发生以上反应,尿素分解主要化学反应方程式为:NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2。

二、SCR脱硝系统组成及反应器布置

SCR脱硝系统主要由SCR催化反应器、氨气注入系统、烟气旁路系统、氨的储存和制备系统、脱硝检测控制系统等组成。

SCR反应器在锅炉烟道中一般有三种不同的安装位置,即热段/高灰布置、热段/低灰和冷段布置。目前国内外一般采用热段/高灰布置方式,因为SCR反应理想温度区间为350~450对于一般燃油或燃煤锅炉,其SCR反应器多选择安装于锅炉省煤器与空气预热器之间的高温烟道,在该位置,烟气温度能够达到反应的最佳温度。

锅炉省煤器出口的烟气与氨气充分混合后进入一个垂直布置的SCR反应器里,烟气经过均流器后进入催化剂层,催化剂单元通常垂直布置,烟气自上向下流动,进行催化剂反应,脱去NOX。反应后的烟气进入空气预热器、除尘器、引风机和脱硫装置后,排入烟囱。

三、SCR脱硝控制系统

脱硝控制系统的自动监测与控制采用PLC系统,实现对脱硝系统的顺序自动启停,运行参数自动检测和储存,并对关键参数实行自动调节,使脱硝系统实现自动控制。

操作人员通过键盘、鼠标就能完成整个脱硝系统的启停操作,可实现远控、远方手动、就地操作切换,能在控制室监控脱硝设备运行状态、数据记录、实时趋势等一般的监控要求,及故障报警、故障处理等功能,最大限度的保证了系统的安全可靠运行。

氨制备区配置的仪表、控制装置、电气设备等符合我国相关的规定,选用防爆型。

检测仪表精度选择,主要参数不低于0。5级,一般参数不低于1.5级;变送器精度为0.075级,分析仪表不低于ppb级。

脱硝装置进、出口NOx浓度检测采用多通道采样检测仪表。

四、SCR脱硝催化剂

催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以在脱硝工程中,除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。

针对大型脱硝工程来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据顶目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。一般中小型脱硝工程催化剂无需定制,可有效降低投资和运行成本。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。

催化剂的形式有:波纹板式,蜂窝式,板式。

五、SCR技术优缺点:

1、脱硝效率高,一般可达80%以上,最大脱硝率可大于90%

2、工艺设备紧凑,运行可靠。

3、还原后的氮气放空,无二次污染。

4、烟气成分复杂,某些污染物可使催化剂中毒,降低脱硝效率。

5、烟气中的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面,使其活性下降。

6、系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用,生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氢铵(NH4)HSO4或硫酸铵(NH4)2SO4。

7、投资和运行费用较高。


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