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SCR煙氣脫硝技術,脫硝設備

SCR煙氣脫硝技術

近幾年來選擇性催化還原煙氣脫硝技術(SCR)發展較快,在歐洲和日本得到了廣泛的應用,目前催化還原煙氣脫硝技術是應用特多的技術。

  1)SCR脫硝反应

SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种法都是利用氨对NOX的还原功能,在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为NH3,其不同点则是在尿素法SCR中,先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器,它转换的方法为将尿素注入一分解室中,此分解室提供尿素分解所需之混合时间,驻留时间及温度,由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法,主要化学反应方程式为:     

NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2

在整個工藝的設計中,通常是先使氨蒸發,然後和稀釋空氣或煙氣混合,最後通過分配格柵噴入SCR反應器上遊的煙氣中。

在SCR反應器內,NO通過以下反應被還原:

    4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O

    6NO+4NH3→5N2+6H2O

當煙氣中有氧氣時,反應優先進行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對一的關系。

在鍋爐的煙氣中,NO2一般約占總的NOX濃度的5%,NO2參與的反應如下:

    2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

    6NO2+8NH3→7N2+12H2O

上面兩個反應表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。

在絕大多數鍋爐煙氣中,NO2僅占NOX總量的一小部分,因此NO2的影響並不好。

SCR系統NOX脫除效率通常很高,噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX反應。有一小部分氨不反應而是作爲氨逃逸離開了反應器。一般來說,對于新的催化劑,氨逃逸量很低。但是,隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞,氨逃逸量就會增加,爲了維持需要的NOX脫除率,就必須增加反應器中NH3/NOX摩爾比。當不能保證預先設定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標准時,就必須在反應器內添加或更換新的催化劑以恢複催化劑的活性和反應器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱爲催化劑壽命。

2)SCR系統組成及反應器布置

在選擇催化還原工藝中,NOx與NH3在催化劑的作用下産生還原。催化劑安放在一個固定的反應器內,煙氣穿過反應器平行流經催化劑表面。催化劑單元通常垂直布置,煙氣自上向下流動。

SCR系統一般由氨的儲存系統、氨與空氣混合系統、氨氣噴入系統、反應器系統、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控制系統等組成。

下圖爲典型SCR煙氣脫硝工藝系統基本流程簡圖:



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