选择性催化还原脱硝工艺的布置方式及分析
摘要:选择性催化还原脱硝工艺（SCR）是一种高效的烟气脱硝技术。本文介绍了SCR工艺的脱硝原理、三种布置方式在国内外的应用情况，阐述了三种布置工艺工业化应用中所出现的问题及对策，并对SCR工艺在脱氮效率、投资与运行费用、系统复杂性、氨泄漏等方面进行了分析与评价。
关键词:选择性催化还原;脱硝工艺;SCR;布置方式
选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）脱硝工艺是一种高效、高选择性的烟气脱硝技术，已广泛应用于电站锅炉、城市垃圾焚烧、化学处理厂、钢铁和水泥加工厂的烟气治理。目前，欧洲、日本、美国等对NOx排放控制严格的国家和地区，已大量使用SCR烟气脱硝工艺来脱除燃煤电厂废气中的氮氧化物。SCR脱硝工艺发明于1959年，20世纪70年代日本率先将SCR方法用于控制电站锅炉NOx的排放，现约有170套SCR系统运行在近100000MW的发电机组上。欧洲于20世纪80年代引进SCR脱硝工艺，并在多座电厂上采用不同的脱硝方法进行试验，结果表明SCR脱硝工艺是最好的脱除NOx的方法。90年代，德国有140多座电厂使用SCR脱硝系统，总容量达到30GW。截至2002年，欧洲总共有约55GW容量的电力系统应用了SCR设备。美国在1998年颁布NOxState Implementation Plan（SIP）法令时，美国环保总署预计将安装75GW的SCR系统，以满足SIP法令的要求，到2004年底，约有100GW容量的电站使用了SCR设备，占美国燃煤电站总容量的33％。
1 SCR脱硝工艺的脱硝原理
选择性催化还原（SCR）脱硝工艺是在催化剂的作用下，以NH3为还原剂，选择催化还原烟气中NOx为无害的N2和H2O，以脱除NOx，满足日趋严格的环保要求；相比于SNCR的脱硝率（30％～50％），SCR系统的脱氮效率可达90％以上。
SCR脱硝工艺通常使用液态氨、氨水、尿素作为还原剂。还原剂的选用，一方面取决于详细的技术经济比较，另一方面取决于当地法律法规的要求及氨来源的可靠性和稳定性。其中，液态氨的投资、运输和使用成本最低，但液态氨属于易燃易爆物品，必须有严格的安全保证和防火措施，其运输、存储涉及到当地的法规和劳动卫生标准。脱硝所用氨水的质量百分比一般为20%～30%，较液态氨安全，但运输体积大，运输成本比液态氨高。尿素是一种颗粒状的农业肥料，安全无害，但制氨系统复杂，设备占地面积大、初投资大，存在着尿素的存储潮解问题。在日本和台湾，普遍使用液态氨作为还原剂；在美国，政府对公路运输液态氨实行管制，因此一般采用尿素为还原剂。三种还原剂的比较见表1。
2 SCR脱硝工艺的三种布置方式
根据SCR反应器在锅炉后的不同位置，SCR脱硝工艺大致有三种布置方式：高灰区域布置方式、低灰区域布置方式和末端布置方式。
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