scr与sncr烟气脱硝的主要工艺.doc

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1、SCR与SNCR烟气脱硝的主要工艺氮氧化物排放标准的日趋严格促使学术界去更加深入地理解NOx的产生机理和减排措施，从而使得工程界有了更为有效的NOx解决方案，而若干脱硝工业装置的成功运行又使得立法越发的完善。从1943年Zeldovich提出热力NO的概念，到1989年一个基于化学反应动力学软件CHEMKIN的包含234个化学反应的NOx预测模型的建立，再到现今计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)软件STAR-CD(或FLUENT)与CHEMKIN的完全耦合解算NOx的生成，无一不给工程界提供了完备的技术后盾。从低氧燃烧、排气循环燃烧、二级燃烧、

2、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现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趋成熟和完善。2.1选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction,SCR)选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction,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，后来日本在该国环保政策的驱动下，成功研制出了现今被广泛使用的V2O5/TiO2催化剂，并分别在1977年和1

3、979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、最为成熟且最有成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)选择适当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的情况下，可以得到高达80％～90％的NOx脱除率。目前，世界上采用SCR的装置有数百套之多，技术成熟且运行可靠。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

4、气脱硝系统采用的就是PM型低NOx燃烧器加分级燃烧结合SCR装置的工艺，其SCR部分的示意工艺流程如图1所示，主要由氨气及空气供应系统、氨气/空气喷雾系统、催化反应器等组成。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成氨气，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/空气混合器中，与来自送风机的空气混合后，通过喷氨隔栅(AmmoniaInjectionGrid,AIG)之喷嘴喷入烟气中并与之充分混合，继而进入催化反应器。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N

5、Ox的化学计量比、烟气中氧气的浓度、催化剂的性质和数量等。图1SCR工艺流程图Fig.1SchematicSelectiveCatalyticReduction(SCR)processSCR系统的布置方式有三种，上述后石电厂的布置方式称为高温高尘布置方式，此外还有高温低尘及低温低尘的布置形式。高温高尘布置方式是目前应用最为广泛的一种，其优点是催化反应器处于300～400℃的温度范围内，有利于反应的进行，然而由于催化剂处于高尘烟气中，条件恶劣，磨刷严重，寿命将会受到影响。高温低尘布置方式是指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，该布置方式可防止烟气中飞灰对催化剂的污染和

6、对反应器的磨损与堵塞，其缺点是电除尘器在300~400℃的高温下运行条件差。低温低尘布置(或称尾部布置)方式是将SCR反应器布置在除尘器和烟气脱硫系统之后，催化剂不受飞灰和SO2的影响，但由于烟气温度较低，一般需要气气换热器或采用加设燃油或天然气的燃烧器将烟温提高到催化剂的活性温度，势必增加能源消耗和运行费用。SCR可能产生的问题主要有：(1)氨泄漏(NH3slip)，是指未反应的氨排出系统，造成二次污染，采用合理的设计通常可以将氨的泄漏量控制在5ppm以内；(2)当燃用高硫煤时，烟气中部分SO2将被氧化生成SO3，这部分SO3以及烟气中原有的SO3将与NH3进一步反应生成氨盐，从而造成

7、催化剂中毒或堵塞。其发生的主要副反应有：2SO2+O2=2SO3(3)2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4(4)NH3+SO3+H2O=NH4HSO4(5)这主要通过燃用低硫煤、降低氨泄漏量或将SCR反应器置于FGD系统后来控制或减少氨盐的生成。(3)飞灰中的重金属(主要是As)或碱性氧化物(主要有MgO，CaO，Na2O，K2O等)的存在会使催化剂中毒或活性显著降低。(4)过量的NH3可能和O2反应生成N2O，尽管N2O对