苏源环保SCR烟气脱硝技术
来源：中环（中国）工程有限公司 阅读：1818 更新时间：2008-06-19 14:31选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction）技术，简称SCR技术，是20世纪80年代初开始逐渐应用于工业锅炉和电站锅炉烟气脱硝的工艺，也是目前应用最广、最有成效的烟气脱硝技术。SCR技术是在金属催化剂作用下，以NH3（或尿素）作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应，而如果采用H2、CO、CH4等还原剂，它们在还原NOx的同时会与O2作用，因此称这种方法为“选择性”。
SCR催化剂一般用使用TiO2作为载体的 V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物，其它组成结构的催化剂也已做了大量的实验研究，其催化性能不均。对于氧化钒类（纯氧化钒或以铝土、硅土、氧化锆、氧化钛为载体）、纯的或担载的铁、铜、铬、锰的氧化物均已进行过深入的研究。在沸石的多孔结构中引入过渡金属，构成如X、Y和ZSM-5离子交换沸石，对SCR催化活性具有改善。大部分工业催化剂的载体采用TiO2或沸石等多孔结构，也有研究报导了使用活性碳和活性焦作为SCR催化剂的载体，并且在低温下具有较高的SCR活性。
SCR工艺的基本原理图如图,其主要反应方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O，该过程主要由以下步骤组成：
①NO、NH3、O2自烟气扩散至催化剂的外表面；
②NO、NH3、O2进一步向催化剂中的微孔表面扩散；
③NO、NH3、O2在催化剂的微孔表面上被吸附；
④被吸附的NO、NH3、O2反应转化成N2和H2O；
⑤N2和H2O从催化剂表面上脱附下来；
⑥脱附下来的H2O和N2从微孔内向外扩散到催化剂外表面；
⑦ H2O和N2从催化剂外表面扩散到主流气体中被带走。
SCR系统主要由液氨存储与供应系统、氨/空气喷雾系统、SCR控制系统、SCR反应器、SCR的吹灰和输灰系统组成。液氨由槽车运送到液氨贮槽，输出的液氨经氨蒸发器后变成气氨，将其送至气氨缓冲槽备用。缓冲槽内的气氨经减压后送入气氨/空气混合器中，与来自稀释风机的空气混合后，通过喷氨隔栅(Ammonia Injection Grid, AIG)的喷嘴喷入烟气中并与之充分混合，继而进入催化反应器。当烟气流经催化反应器的催化层时，发生上述气固催化反应。
工作原理图
 |
脱硝工艺技术特点
良好的NOx与NH3的混合和速度均布是保证脱硝效率的前提，也是选用经济合适的催化剂体积的基础。SCR装置通常置于锅炉省煤器与空预器之间，烟气温度较高，常规的冷态试验模型虽可依据相似原理获取一定准则数相同下的烟气速度分布规律，但对氨的扩散和分布以及喷氨隔栅数量巨大的喷嘴与下游催化剂上方氨分布的对应关系却无能为力。 OI2-SCR开发项目以国华太仓发电有限公司2×600MW烟气脱硝示范工程为依托，采用有限体积法对SCR反应器及其连接烟道内的流体流动及氨扩散过程进行数值模拟，揭示了其内部流动规律并给出一系列的定性定量分析结果，同时结合现场测试结果，对数值计算结果进行验证和修正，建立SCR反应器及其连接烟道的设计理论和方法。主要技术特点有：
通过改进烟道形状、布置及加设导流叶片等措施，使得第一层催化剂上表面的速度标准偏差小于8%(国外公司一般要求为15%)。
通过数值计算，获取了喷氨隔栅上每一位置的开孔喷出的氨的流动轨迹及迁徙规律，并对其进行了优化设计。通过调整开孔位置及大小，使得第一层催化剂上表面的NH3/NOx摩尔比标准偏差小于4%(国外公司一般要求为10%)。
对100%、75%和50%负荷等不同工况下的烟气速度分布及氨扩散规律进行分析，使其在任一工况下速度及NH3/NOx摩尔比标准偏差满足上述数值。
对飞灰在SCR反应器及其连接烟道中的运动规律进行了分析，得出理论上可能发生积灰的部位，并通过声波吹灰、振打装置、加设灰斗等工程措施加以改进。
对实际运行的烟气脱硝装置用网格法(Testo360)测得各层催化剂上表面的速度、NOx浓度等的分布规律并对计算结果进行修正，同时将结果应用于系统的调试及运行优化。
主要技术性能参数
|
