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深度分析SCR脱硝技术
作者:  来源: http://hebeichengyu.cn/gsxw/n1854.html   发布时间:2019-03-15

SCR脱硝技术

SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术,近几年来发展较快,在西欧和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。

选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下,NH3优先和NOx发生还原脱除反应,生成氮气和水,而不和烟气中的氧进行氧化反应,其主要反应式为:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)

2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O(2)

在没有催化剂的情况下,上述化学反应只是在很窄的温度范围内(980℃左右)进行,采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行,相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度,上述反应为放热反应,由于NOx在烟气中的浓度较低, 故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。

下图是SCR法烟气脱硝工艺流程示意图


SCR脱硝原理

SCR 技术脱硝原理为:在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气中喷入氨,将NOX 还原成N2 和H2O。


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,在火电厂脱硝工程中, 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。

一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。 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

SCR脱硝工艺

SCR脱硝工艺的原理是在催化剂的作用下,还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水,从而去除烟气中的NOx。 选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应,而不与烟气中的氧气发生反应。

SCR脱硝工艺流程:还原剂 (氨) 用罐装卡车运输,以液体形态储存于氨罐中;液态氨在注入SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化;气化的氨和稀释空气混合,通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中;充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应,去除NOx。

SCR脱硝系统

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等组成。 SCR催化反应器的布置方式,目前国内外一般采用高尘布置方式,即布置在省煤器和空预器之间的高温烟道内。在该位置,烟气温度能够达到反应的最佳温度。因此本期工程脱硝装置拟采用高尘布置方式。 烟气在锅炉省煤器出口处被平均分为两路,每路烟气并行进入一个垂直布置的SCR反应器里,即每台锅炉配有二个反应器,烟气经过均流器后进入催化剂层。在烟气进入催化剂层前设有氨气注入系统,烟气与氨气充分混合后进行催化剂反应,脱去NOX。反应后的烟气进入空预器、电除尘器、引风机和脱硫装置后,排入烟囱。SCR反应器布置在空预器上方。

SCR脱硝系统组成

�6�1反应器/催化剂系统

�6�1烟气/氨的混合系统

�6�1氨的储备与供应系统

�6�1烟道系统

�6�1SCR的控制系统

SCR脱硝设备


反应器/催化剂系统

主要设备:反应器,催化剂,吹灰器

烟气/氨的混合系统

主要设备:稀释风机,静态混合器,氨喷射格栅(AIG),空气/氨混合器

氨的储备与供应系统

主要设备:卸料压缩机,氨蒸发器(电/蒸汽),氨罐,缓冲罐,稀释槽

烟道系统

主要设备:挡板(有旁路),膨胀节,导流板,烟道

SCR的控制系统

主要设备:DCS、PLC,仪表、盘柜等