SCR烟气脱硝

一、SCR脱硝技术概述： 

      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300-420℃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。

二、SCR脱硝工作原理      

        选择性催化还原法（SCR），是一种以NH3作为还原剂将烟道中的NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝方法。氨（NH3）是通过氨喷射器注入到烟道与烟气混合的，然后进入反应器，通过催化剂层，与NOx发生反应。SCR系统安装在锅炉省煤器后空预器前，通过上述化学反应减少烟气中的NOx的浓度，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。

三、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，主要包括以下系统：

      1、还原剂制备系统：

       还原剂采用尿素制氨。溶解罐中将固体尿素溶解配制成浓度50%的尿素溶液，储存在尿素溶液储罐内，储罐内的尿素溶液经过循环泵输送到尿素溶液计量和分配装置。

      2、尿素溶液计量和分配装置：

      该装置布置在热解炉旁，能对尿素溶液输送系统供来的还原剂精确计量，并分配控制输送到每一个绝热分解室的每一个喷射器的尿素流量及雾化空气的压力和流量。

     3、尿素热解系统

      热解室将利用空预器提供的热一次风，通过电加热装置作为热源，来分解要传送到氨喷射系统的尿素。热解室是一个反应器，在所要求的温度下，热解室提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的99% 转化率。

     4、热风系统：

     尿素热解用热风采用锅炉空预器后一次热风，压力10kPa，温度300℃。用量6020-6665Nm3/h。

     5、压缩空气系统：

     尿素热解系统用压缩空气用于热解炉尿素喷枪的雾化及密封。正常运行条件下雾化用气量为144Nm3/h，压力要求喷枪入口处为5bar。吹扫气只在喷枪抽出检修时使用。

     6、除盐水系统：

     除盐水管道用于尿素溶液喷枪反冲洗使用。间断运行，运行时用量约为0.9m3/h。

     7、氨喷射系统：

     氨喷射系统包括注氨分流调整系统、氨气流量控制模块和氨喷射格栅。氨喷射格栅位于SCR反应器前端，使氨气均匀分布于烟气中，利于NH3和NOx充分接触，提高脱硝效率。

     8、SCR反应器：

     SCR反应器本体采用两层固定床设计，均安装催化剂，其中烟气竖直向下流动，反应器入口设气流均布装置。为防止未处理过的烟气泄露，在催化剂模块间及模块与SCR反应器壳间有密封设计。

     9、催化剂

    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

     10、吹灰系统：

    使用声波吹灰器来清除SCR反应器催化剂表面的积灰。每一层催化剂有3支吹灰器。反应器A和B总共有12支吹灰器。

四、SCR脱硝系统组成 

 反应器/催化剂系统 

 烟气/氨的混合系统 

 氨的储备与供应系统 

 烟道系统 

 SCR的控制系统  

五、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