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SCR(Selective Catalytic Reduction),选择性催化还原法是目前上电站应用zui广泛的烟气脱硝技术。该技术是指在催化剂和氧气存在的条件下,在一定的温度范围(320~420℃)内,还原剂(如氨)有选择地将烟气中的NOx还原成N2和水来减少NOx排放的技术。因为整个反应具有选择性和需要催化剂存在,故称为选择性催化还原(SCR)。
SCR的反应原理
钒 V2O5 和钨 WO3 是主要活性成分,载体 TiO2
4NO+4NH3=O2————4N2+6H2O
6NO2+8NH3————7N2+12H2O
NO+NO2+2NH3——2N2+3H2O
注: 在 ~815℃ 时上述反应过程能够在不需催化剂的情况下进行,这就是选择性非催化脱硝(SNCR) 。但是,在温度为 370℃ 时上述反应需要催化剂,这就是选择性催化脱硝(SCR)。
SCR的技术特色
优点:
脱硝效率高,一般NOx脱除率可达70%以上;
工艺设备紧凑,运行可靠;
还原后的氮气放空,无二次污染
缺点:
烟气成分复杂,某些污染物可使催化剂中毒;
系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用,易腐蚀和堵塞设备;
投资和运行费用较高。
SCR的系统及设计
SCR脱硝系统构成
典型的高尘端SCR装置
反应器、催化剂
反应模块
? 原则
在催化剂作用下,氨做为还原剂
选择性地和烟气中的 NOx 反应生成 N2 + H2O
zui有效的NOx脱除技术
? 催化剂型式
板式或者蜂窝式
TiO2为载体,V2O5做为主要活性物质,辅以WO3等增加活性,抗烧结,减低SO2 的转化率
? 脱硝效率
70 - 90%
? 燃料
煤,天然气,石油,木材,城市垃圾等
催化剂型式
蜂窝式 波纹板式 板式
板式和蜂窝式催化剂的比较
形式
优点
缺点
蜂窝式
空间面积大
抗热冲积能力强
抗灰阻塞能力一般
板式
抗阻塞性好
烟气阻力小
结构强度高
多层结构,表层活性材料易脱落
催化剂选型的主要因素
· 烟气中飞灰的含量
· 烟气中飞灰颗粒尺寸
· 反应器布置空间
· SCR烟气阻力要求
催化剂反应器尺寸设计的主要依据
– 要求的脱硝效率
– 容许的NH3 逃逸率
– 烟气流量以及进口NOx浓度
– 烟气侧压力降
SCR 催化剂设计中要考虑其它因素
– SO2 到 SO3 的转化率
– 使用NH3 的烟气zui低温度
– 飞灰磨损
– 高温下催化剂的烧结
– 催化剂的寿命
– As的毒化
– 碱土金属(CaO)
– 碱金属(Na,K)的毒化
– 卤素(Cl)的毒化.