SCR脫硝工藝簡介:

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反應并生成無毒無污染的N2和H2O。選擇性是指在煙氣脫硝過程中煙氣脫硝催化劑有選擇性地將NOx還原為氮氣,而煙氣中的SO2極少地被氧化成SO3。這就叫選擇性 在不添加催化劑的條件下,氨與氮氧化物的化學反應溫度為900℃,如果加入氨,部分氨會在高溫下分解。如果加入催化劑,反應溫度可以降低到180-400℃。 催化劑一般選用TiO2為基體的V2O5和WO3 混合物;具體配方根據煙氣參數確定。
SCR脫硝工藝流程圖:

SCR工藝系統流程主要由貯氨、混氨、噴氨、反應塔(催化劑)系統、煙道及控制系統等組成。液氨由汽車運至液氨儲罐儲藏,無水液氨的儲存壓力取決于儲罐的溫度(例如20℃時壓力為1MPa),液氨經過蒸發器加熱為氨氣,再通過減壓閥進入氨氣緩沖罐,稀釋風機通過氨氣混合器與氨氣成一定比例混合,其作用一是稀釋氨氣,二是增加反應器處氧含量。經稀釋的氨氣通過噴氨系統中噴嘴進入到煙道格柵中,與原煙氣混合,在催化劑作用下,煙氣中的氮氧化物與氨氣發生化學反應。當反應塔故障需停下檢修時,煙氣從反應塔前設置的100%煙氣旁路通過,可使鍋爐連續正常運行。
SCR脫硝技術原理:
SCR法以氨氣為還原物,以氨儲罐、盛放催化劑的容器以及還原劑為主要的反應裝置。煙氣中氮氧化物是重要的大氣污染物之一,其主要組成成分是一氧化氮和二氧化氮,其中一氧化氮的比例最大,可達93%,因此脫硝反應通常都是以一氧化氮、氨氣還有氧氣為反應物,生成氮氣和水。
除了以上主要反應以外,還會產生一些有害物質,煙氣中的二氧化硫、氨和氧氣反應生成硫酸銨等有害物質。催化劑在這些反應中可以起到提高活性、加快反應速度的作用,尤其是對于一氧化氮的還原反應有著非常明顯的作用;來自煙氣的氧氣在這些反應中起到很大的作用,整個反應都需要有氧氣源源不斷地供應才能維持反應持續進行。
SCR技術中想要保證反映的順利進行,就必須要將SCR區域溫度控制在290~430℃,溫度過高過低都不可以,過低會導致反應物硫酸銨產生結晶現象,進而覆蓋在催化劑表面,降低催化劑的活性,而溫度過高則會造成催化劑高溫燒結進而失活,降低脫硝效率。

SCR脫硝系統構成:

SCR脫硝系統的主要組成部分包括:催化劑反應器系統、煙道系統、還原劑氨儲存系統及還原劑氨注入系統。
SCR反應器本體:

SCR反應器本體依煙氣流向可分為噴氨段、混合段、均流段、反應段。SCR脫硝效率與以下因素有關:催化劑質量;反應溫度;停留時間;氨氮比;氨氣與煙氣混合均勻程度;煙氣在SCR反應器內分布均勻程度。
為達到較高的脫硝效率,設計每個功能段時必須考慮以上因素,每個環節均優化設計。在本項目中,設計進入SCR系統的煙氣溫度為300-400℃。
立式SCR反應器上方煙氣流向需要轉900,均流器前煙道不僅短,而且也有多個影響氣流的局部構件。安裝均流器空間小,為使進入催化劑層的煙氣分布均勻,均流器采用導流板加均流格柵板形式,導流板和格柵板依據CFD數值模擬計算結果進行設計。保證進入催化劑層的煙氣流速均勻程度<0.2。
催化劑:
目前常用的催化劑形式主要為蜂窩式和板式。 蜂窩式是目前市場占有份額最高的催化劑形式,其特點是單位體積的催化劑活性高,達到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小,適合灰分低于30g/m3,灰粘性較小的煙氣環境。
板式催化劑的市場占有份額僅次于蜂窩式催化劑。板式催化劑以金屬板網為骨架,比表面積較小。此種催化劑的特點是:具有較強的抗腐蝕和防堵塞特性,適合于含灰量高及灰粘性較強的煙氣環境。缺點是單位體積的催化劑活性低、相對荷載高、體積大,使用的鋼結構多。
SCR建議采用立式結構,在SCR本體內自上至下可布置3層催化劑,3層催化劑采用2+1配置方式,初期布置二層催化劑,預留增加一層催化劑位置,一層為催化劑經過長時間的運行,脫硝效率下降,無法達到排放要求,可在預留位置再安裝一層催化劑。
催化劑的選用及反應時間是影響脫硝效率的主要因素,為保證成功實施,采用已有成功應用業績的催化劑,催化劑的數量嚴格按廠家要求進行設計,并適當考慮余量。催化劑使用壽命為24000小時。

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