scr与sncr烟气脱硝的主要工艺.doc

scr与sncr烟气脱硝的主要工艺 scr与sncr烟气脱硝的主要工艺 PAGE / NUMPAGES scr与sncr烟气脱硝的主要工艺 SCR与 SNCR烟气脱硝的主要工艺 氮氧化物排放标准的日益严格促使学术界去更加深入地理解 NOx的产活力理和减排措施， 从而使得工程界有了更加有效的 NOx解决方案，而若干脱硝工业装置的成功运转又使得立 法更加的完美。 从 1943 年 Zeldovich 提出热力 NO的看法，到 1989 年一个基于化学反应动力学软件 CHEMKIN 的包括 234 个化学反应的 NOx展望模型的建立，再到当今计算流体动力学 (Computational Fluid Dynamics, CFD) 软件 STAR-CD(或 FLUENT)与 CHEMKIN的完整耦合解算 NOx的生成， 无一不给工程界供应了齐备的技术后盾。从低氧燃烧、排气循环燃烧、二级燃烧、浓淡燃 烧、分段燃烧、低氮燃烧器等各种炉内燃烧过程的改进到当今形式各异的脱硝工艺，立法 界、学术界和工程界的交替作用使得脱硝工艺和市场日益成熟和完美。 2.1 选择性催化还原法 (Selective Catalytic Reduction, SCR) 选择性催化还原法 (Selective Catalytic Reduction, SCR)是指在催化剂的作用下，以 NH3 作为还原剂，“有选择性” 地与烟气中的 NOx反应并生成无毒无污染的 N2 和 H2O。其原理首 先由 Engelhard 公司发现并于 1957 年申请专利， 后他日本在该国环保政策的驱动下，成功 研制出了当今被广泛使用的  V2O5/TiO2 催化剂，并分别在  1977  年和  1979 年在燃油和燃煤 锅炉上成功投入商业运用。  SCR目前已成为世界上应用最多、  最为成熟且最有见效的一种烟 气脱硝技术，其主要反应方程式为： 4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O (1) 8NH3+6NO2=7N2+12H2O (2) 或 4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O (2a) 选择适合的催化剂可以使反应 (1) 及(2) 在 200℃～ 400℃的温度范围内进行，并能有效地抑 制副反应的发生。在 NH3与 NO化学计量比为 1 的状况下， 可以获得高达 80％～ 90％的 NOx 脱除率。目前，世界上采纳 SCR的装置有数百套之多，技术成熟且运转靠谱。我国电力系 统目前最大的烟气脱硝装置——福建后石电厂 600MW机组配套烟气脱硝系统采纳的就是 PM 型低 NOx燃烧器加分级燃烧联合 SCR装置的工艺， 其 SCR部分的表示工艺流程如图 1 所示， 主要由氨气及空气供应系统、氨气 / 空气喷雾系统、催化反应器等构成。液氨由槽车运送到 液氨贮槽，输出的液氨经氨气蒸发器后变为氨气，将之加热到常温后送氨气缓冲槽备用。 缓冲槽的氨气经减压后送入氨气 / 空气混杂器中， 与来自送风机的空气混杂后，经过喷氨隔 栅 (Ammonia Injection Grid, AIG)之喷嘴喷入烟气中并与之充分混杂，既而进入催化反应 器。当烟气流经催化反应器的催化层时，氨气和 NOx在催化剂的作用下将 NO及 NO2还原成 N2 和 H2O。NOx的脱除效率主要取决于反应温度、 NH3与 NOx的化学计量比、烟气中氧气的 浓度、催化剂的性质和数目等。 图 1 SCR工艺流程图 Fig.1 Schematic Selective Catalytic Reduction (SCR) process SCR系统的部署方式有三种， 上述后石电厂的部署方式称为高温高尘部署方式， 其他还有高 温低尘及低温低尘的部署形式。高温高尘部署方式是目前应用最为广泛的一种，其长处是 催化反应器处于 300～400℃的温度范围内，有益于反应的进行，可是因为催化剂处于高尘 烟气中，条件恶劣，磨刷严重，寿命将会遇到影响。高温低尘部署方式是指 SCR反应器布 置在省煤器后的高温电除尘器和空气预热器之间，该部署方式可防范烟气中飞灰对催化剂 的污染和对反应器的磨损与拥堵， 其弊端是电除尘器在 300~400℃的高温下运转条件差。 低 温低尘部署 ( 或称尾部部署 ) 方式是将 SCR反应器部署在除尘器和烟气脱硫系统以后，催化 剂不受飞灰和 SO2 的影响，但因为烟气温度较低，一般需要气气换热器或采纳加设燃油或 天然气的燃烧器将烟温提升到催化剂的活性温度，必定增添能源耗费和运转花费。 SCR可能产生的问题主要有： 氨泄漏 (NH3 slip) ，是指未反应的氨排出系统，造成二次污染，采纳合理的设计平时可以将氨的泄漏量控制在 5ppm之内； 当燃用高硫煤时， 烟气中部分 SO2将被氧化生成 SO3，这部分 SO