烟气脱硝装置( SCR)技术
选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术
选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝技术摘要：选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术以其高效的特点在国外得到了普遍的应用。
本文概述了SCR法的基本原理、催化剂的分类及成型布置方式、SCR 系统在电站锅炉系统中的布置方式、系统的构成和主要装置设备以及工程应用中常见的问题和解决办法。
分别以飞灰、飞灰与Al2O3混合、堇青石蜂窝陶瓷的Al2O3涂层作为载体，担载CuO、Fe2O3等金属氧化物作为活性成分进行活性测试，在实验室理想气体条件下具有较高的效率。
关键词：选择性催化还原，催化剂，SCR系统，飞灰1. 引言NO和NO2是人类活动中排放到大气环境的大量常见的污染物，通称NOx。
酸雨主要由大气污染物如硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机化合物所导致。
因为其对土壤和水生态系统所带来的变化是不可逆的，它的影响极其严重。
NOx对大气环境的污染除了其本身的危害之外，还由于它们参与光化学烟雾的生成而受到人们的特别关注。
固定源氮氧化物排放控制技术主要有两类：燃烧控制和燃烧后控制。
燃烧控制的手段主要包括低过量空气燃烧、烟气再循环、燃料再燃烧、分级燃烧和炉膛喷射等；燃烧后脱硝的措施包括湿法和干法[1]。
而在干法中，选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝技术具有高效率的特点，目前最高的脱硝效率能达到95%以上，因此在世界范围内得到了十分广泛的应用。
SCR烟气脱硝系统最早由七十年代晚期在日本的工业锅炉机组和电站机组中得到应用。
到目前为止已经有170多套的SCR装置在日本的电站机组上运行，其总装机容量接近100,000MW。
在欧洲，SCR技术于1985年引入，并得到了广泛的发展。
电站机组的总装机容量超过60，000MW[2]。
在美国，最近五到十年以来，SCR系统得到十分广泛的应用。
为适应更高的排放标准，SCR已经被作为最好的可以利用的技术。
此外在丹麦、意大利、俄罗斯、澳大利亚、韩国、台湾等国家和地区都建立了一些SCR的脱硝装置。
我国福建某电厂也曾引进该装置和技术。
烟气脱硝装置(_SCR)技术
烟气脱硝装置( SCR)技术一、SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2ONO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度围有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。
烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。
因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。
二、烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。
三、SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器催化剂层进行还原反应。
SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。
1、氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。
scr脱硝设计手册
scr脱硝设计手册SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝是一种常用的脱硝技术，通过选择性催化剂将烟气中的氮氧化物（NOx）转化为氮气和水，从而达到减少大气污染物排放的目的。
下面是一本关于SCR脱硝设计的手册，详细介绍了SCR脱硝的原理、系统组成、设计要点等内容。
第一章：引言本章介绍了SCR脱硝技术的背景和意义，阐述了SCR脱硝在大气污染治理中的重要性和应用前景。
第二章：SCR脱硝原理本章详细介绍了SCR脱硝的原理。
首先解释了SCR脱硝反应机理，包括氨气选择性催化还原（NH3-SCR）和尿素选择性催化还原（UREA-SCR）两种常用方式。
然后介绍了SCR反应过程中催化剂的作用，并解释了SCR脱硝的适用范围和限制条件。
第三章：SCR脱硝系统组成本章详细介绍了SCR脱硝系统的组成。
首先介绍了SCR脱硝系统的基本结构，包括催化剂层、氨水喷射系统、反应器和尾气处理装置等。
然后介绍了SCR脱硝系统的运行原理和关键设备，包括催化剂选择、氨水喷射器设计、反应器尺寸和尾气处理装置的设计等。
第四章：SCR脱硝设计要点本章详细介绍了SCR脱硝设计的要点。
首先介绍了SCR脱硝系统的设计指南，包括催化剂的选择、氨水喷射器的布置和反应器的尺寸等。
然后介绍了SCR脱硝系统的运行参数，包括反应器温度、催化剂活性、氨水喷射量和空气过量系数等。
最后介绍了SCR脱硝系统的运行优化和性能评估方法，包括催化剂的老化和再生、氨泄露的控制和脱硝效率的评估等。
第五章：SCR脱硝装置的应用与发展本章详细介绍了SCR脱硝装置在不同行业中的应用和发展。
首先介绍了SCR脱硝装置在燃煤电厂、钢铁厂和石化厂等工业领域的应用情况。
然后介绍了SCR脱硝装置的发展趋势，包括催化剂材料的改进、系统集成和智能化控制等方向。
第六章：案例分析本章通过实际案例分析，介绍了SCR脱硝装置的设计和运行。
通过对不同行业和企业的案例分析，总结了SCR脱硝设计的成功经验和教训，为读者提供了实际操作指南。
SCR烟气脱硝技术工艺流程
SCR烟气脱硝技术工艺流程SCR（Selective Catalytic Reduction）烟气脱硝技术是目前应用较广泛的一种烟气脱硝技术。
其工艺流程主要包括氨水制备、烟气净化系统、SCR反应器和脱硝催化剂等部分。
下面将对其工艺流程进行详细介绍。
首先是氨水制备，氨水是SCR脱硝过程中的还原剂，用于与烟气中的氮氧化物（NOx）发生反应。
一般采用尿素水溶液制备氨水，尿素加水后通过加热反应生成氨水。
具体制备过程中需要考虑尿素的加进量、反应温度、反应时间等因素。
接下来是烟气净化系统。
该系统主要包括除尘、脱硫等装置，通过这些装置可以使烟气净化，去除其中的颗粒物和二氧化硫等污染物。
这是为了保护SCR反应器和催化剂不受污染，提高SCR脱硝效率。
然后是SCR反应器。
SCR反应器是实现烟气脱硝的关键部分，其内装有脱硝催化剂。
烟气在经过预处理后，进入SCR反应器与氨水发生反应。
脱硝催化剂为SCR反应提供了催化作用，使氨水与烟气中的NOx发生还原反应，生成氮气和水。
脱硝催化剂主要采用铜氧化物和钛等金属的复合物。
此外，SCR反应器还需考虑烟气流速、催化剂的分布方式等因素，以确保脱硝反应的高效进行。
最后是脱硝催化剂的再生与更新。
随着SCR反应的进行，脱硝催化剂表面会逐渐积累一些不良的物质，这些物质会影响催化剂的活性，降低脱硝效率。
因此，周期性地对脱硝催化剂进行再生与更新是必要的。
一般通过高温气流进行催化剂的再生，将之前的积累物质烧蚀掉，使催化剂恢复活性。
总结以上，SCR烟气脱硝技术的工艺流程包括氨水制备、烟气净化系统、SCR反应器和脱硝催化剂等部分。
通过这些步骤可以高效地将烟气中的氮氧化物进行还原脱除，达到减少大气污染物排放的目的。
使用SCR技术进行烟气脱硝具有脱硝效率高、操作维护方便等优点，是当前工业烟气脱硝的一种主要技术手段。
烟气脱硝装置(SCR法)安装施工工法
烟气脱硝装置（SCR法）安装施工工法烟气脱硝装置（SCR法）安装施工工法一、前言烟气脱硝装置是用于降低燃煤电厂、工业锅炉等燃烧设备排放的氮氧化物（NOx）浓度的重要设备。
SCR法（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）是其中常用的一种工艺，本文将详细介绍SCR法烟气脱硝装置的安装施工工法。
二、工法特点1. 高效：SCR法能够在较低温度下有效降低烟气中的NOx浓度，具有高效脱硝的特点。
2. 选择性：SCR 法通过催化剂选择性地将NOx还原为氮气和水，不产生二次污染物。
3. 稳定性好：SCR法采用先进的催化剂和床层结构，具有较好的稳定性和抗酸腐蚀性。
三、适应范围SCR法适用于各种规模的燃煤电厂、工业锅炉等燃烧设备，能够适应不同的烟气流量和NOx浓度。
四、工艺原理SCR法的工艺原理是通过在烟气中注入选择性催化剂，使NOx与氨反应生成氮气和水。
具体分为催化剂制备、氨水喷射装置、反应装置、废气处理装置等环节。
施工工法与实际工程之间的联系体现在选择催化剂、设计喷射装置、调整反应装置等方面。
五、施工工艺1. 催化剂制备：按照设计要求，制备优质的催化剂，包括载体材料的制备、活性成分的渗透浸渍等步骤。
2. 氨水喷射装置：根据烟气流量和NOx浓度，设计和安装相应的氨水喷射设备。
3. 反应装置：根据工艺要求，设计和安装具有良好催化效果的反应装置，包括催化剂层的排列、通道的设置等。
4. 废气处理装置：根据环保要求，设计和安装合适的废气处理装置，包括除尘、脱硫等。
六、劳动组织在施工过程中，需要组织具备相关经验和技能的劳动力进行催化剂制备、设备安装和调试等工作。
七、机具设备施工中所需的机具设备包括催化剂制备设备、吊装设备、喷射设备、焊接设备等。
八、质量控制在施工过程中，要严格控制质量，包括催化剂质量检测、设备安装质量监控、反应装置的气密性检查等，以确保施工质量达到设计要求。
九、安全措施在施工中，要注意安全事项，包括安全培训、使用个人防护装备、设备安全操作等，特别关注施工工法的安全要求，预防事故的发生。
烟气脱硝(SCR)技术和相关计算
6.氨消耗量的粗略计算
假设锅炉排放NOx浓度为400mg/m3,将锅炉NOx 排放浓度视为NO浓度和NO2浓度之和计算的氨 消耗量。
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2+ 6H2O （1） 2NO2 + 4NH3 + O2→ 3N2 + 6H2O （2）
C NO+C NO2 = 400
(1)
4.2 SCR技术原理
作选为择还性原催剂化，还在原金法属（催SC化R技剂术作）用是下以，氨将（NONxH的3） 还原成无害的N2和H2O。 NH3有选择的与烟气中 NOx反应，而自身不被烟气中的残余的O2氧化， 因此称这种方法为“选择性”。 有氧条件下反应式如下：
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2+ 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2→ 3N2 + 6H2O
4. 烟气脱硝SCR工艺
目前世界上使用最广泛的方法是选择性催化还原法(SCR) 和选择性 非催化还原(SNCR) 。 • SCR技术：选择性催化还原法（SCR为Selected Catalytic Reduction英文缩写） • SNCR技术：选择性非催化还原法（SNCR英文缩写为Selected Non-Catalytic Reduction英文缩写） • SNCR/SCR混合法技术：选择性非催化还原法和选择性催化还原 法的混合技术
烟气脱硝（SCR）技术及相关计算
内容目录
1. 火电厂烟气脱硝基本概念 2. 氮氧化物生成机理 3. 减少氮氧化物排放的方法 4. 烟气脱硝SCR工艺 5. 运行注意事项 6. 氨消耗量的粗略计算
1. 火电厂烟气脱硝基本概念
烟气脱硝是NOx生成后的控制措施，即对燃烧后产生 的含NOx的烟气进行脱氮处理的技术方法。
scr脱硝技术指标
scr脱硝技术指标
SCR脱硝技术的指标可以分为以下几个方面：
1. 脱硝效率：脱硝效率是衡量SCR脱硝技术性能的重要指标。
它表示SCR系统能够将烟气中的NOx转化为N2的能力。
通
常要求脱硝效率达到90%以上。
2. 氨逃逸率：SCR脱硝过程中使用氨作为还原剂，有一部分
氨可能会逃逸到大气中，对环境造成污染。
氨逃逸率是指氨在脱硝过程中逃逸到大气中的百分比，通常要求氨逃逸率低于5%。
3. SO2转化率：SCR脱硝过程中，还原剂氨和SO2也会发生
反应，生成硫酸盐。
SO2转化率是指脱硝过程中SO2转化为
硫酸盐的比例。
要求SO2转化率高，以避免二次污染。
4. 脱硝剂消耗量：SCR脱硝过程中使用的还原剂氨消耗量是
衡量经济性的指标。
要求脱硝剂消耗量低，以降低运行成本。
5. 脱硝系统压降：SCR脱硝系统需要安装催化剂，催化剂会
对烟气流动产生一定的阻力，形成压降。
脱硝系统压降是指SCR系统内部流通烟气的压力降低值。
要求系统压降低，以
减少能耗。
以上指标的要求可以根据具体的SCR脱硝应用和相关标准进
行调整。
脱硝技术的介绍(SCR)
Typical SCR System
四 .催化剂
脱硝的主要反应 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
33
Typical SCR System
催化剂型式
波纹板式
蜂窝式
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
21
Typical SCR System
NH3 喷射栅格Ａ ＩＧ
静态混合器
Photo courtesy of Siemens’ Flow Model Tests brochure, 1998.
氨的喷射栅格和静态混合器
4
General
环境中NOX 来源
5
General
火电厂污染物排放标准<GB132232003>
20XX以后的新项目〔第三时段 必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间
锅炉NOx最高容许排放浓度〔燃煤：
煤质 NOx最高容许排放浓度 〔mg/NM3>
6
General
NOX 形成机理
A. 热力型 NOX 主要反应 N2+O→NO+N N+O2→NO+O N+OH→NO+H 相关因素 高温环境 燃料与空气的充分混合 无烟煤燃烧中,热力型NOx可到一半以上
44
五. SCR装置的影响
空预器
45
对空预器的影响
烟气中部分SO2转化成SO3 由于SO3的增加,由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加 NH3+SO3+H2O NH4HSO4/<NH4>2SO4 NH4HSO4 沉积温度150~200℃,粘度较大,加剧对空气
脱硝装置工作原理
脱硝装置工作原理一、引言脱硝装置是一种用于减少烟气中氮氧化物（NOx）排放的设备，广泛应用于电厂、炼油厂、钢铁厂等工业领域。
本文将介绍脱硝装置的工作原理，包括选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）两种主要的脱硝技术。
二、选择性催化还原法（SCR）1. SCR的基本原理SCR是一种利用催化剂在一定温度下将NOx转化为氮气（N2）和水蒸气（H2O）的技术。
该技术通过将还原剂（如氨水或尿素溶液）与烟气混合，使还原剂在催化剂的作用下与NOx发生反应，生成无害的氮气和水蒸气。
2. SCR的工作过程SCR装置主要由催化剂层和还原剂喷射系统组成。
工作时，烟气通过催化剂层时，NOx与还原剂发生反应，生成氮气和水蒸气。
反应速率受到温度的影响，通常在250-400摄氏度之间效果最好。
3. SCR的优点和局限性SCR技术具有高效、高选择性和稳定性好的优点。
但是，SCR装置需要较高的温度才能发挥最佳效果，因此需要额外的能源消耗。
此外，SCR还要求烟气中的氨气浓度和氨气与NOx的摩尔比例在一定范围内，否则反应效果会受到影响。
三、选择性非催化还原法（SNCR）1. SNCR的基本原理SNCR是一种利用还原剂直接与烟气中的NOx发生反应的技术，无需催化剂的参与。
该技术通过喷射适量的尿素溶液或氨水到烟气中，使还原剂与NOx发生反应，生成氮气和水蒸气。
2. SNCR的工作过程SNCR装置主要由还原剂喷射系统和混合区组成。
喷射系统将还原剂喷射到烟气中，然后在混合区中与NOx发生反应，生成氮气和水蒸气。
SNCR的反应速率受到温度的影响较大，通常在850-1100摄氏度之间效果最好。
3. SNCR的优点和局限性SNCR技术相对于SCR技术来说，不需要催化剂，因此设备成本较低。
此外，SNCR装置对烟气温度的要求较低，适用于一些温度较低的工业炉窑。
然而，SNCR技术的还原效率相对较低，可能会产生副产物如氨和一氧化氮等。
scr脱硝技术指标
SCR脱硝技术指标1. 简介SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝技术是一种常用于燃煤电厂和工业锅炉等燃煤设备中的脱硝技术。
它通过在烟气中注入尿素溶液或氨水，利用催化剂将氮氧化物（NOx）转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现减少大气污染物排放的目的。
2. SCR脱硝技术原理SCR脱硝技术的主要原理是在适宜的温度、催化剂和氨（尿素）溶液浓度条件下，将烟气中的氮氧化物与氨发生反应，生成氮气和水。
该反应需要催化剂作为催化剂，常用的催化剂包括钛酸钾、钒酸钾等。
反应的化学方程式如下：4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O3. SCR脱硝技术指标SCR脱硝技术的指标主要包括以下几个方面：3.1 脱硝效率脱硝效率是指SCR脱硝系统对烟气中氮氧化物去除的能力，通常以百分比表示。
脱硝效率越高，说明系统对氮氧化物的去除能力越强。
3.2 氨逃逸率氨逃逸率是指SCR脱硝系统中氨逃逸到大气中的比例。
氨逃逸率越低，说明系统对氨的利用率越高，同时也减少了对环境的污染。
3.3 催化剂活性催化剂活性是指催化剂在SCR脱硝反应中的催化性能，主要包括催化剂的转化效率和稳定性。
催化剂活性越高，反应速率越快，脱硝效果越好。
3.4 温度窗口SCR脱硝反应需要在一定的温度范围内进行，称为温度窗口。
温度窗口是指SCR脱硝反应的最佳温度范围，通常在250-400摄氏度之间。
在温度窗口内，催化剂的活性最高，脱硝效果最好。
3.5 氨氧比氨氧比是指SCR脱硝反应中氨与氮氧化物的摩尔比。
氨氧比的选择对SCR脱硝效果有重要影响，过高或过低的氨氧比都会影响脱硝效率。
4. SCR脱硝技术的优势SCR脱硝技术相比其他脱硝技术具有以下优势：4.1 高效SCR脱硝技术具有高脱硝效率，能够将烟气中的氮氧化物去除率达到90%以上，甚至可以接近100%。
4.2 适应性强SCR脱硝技术对烟气中的氮氧化物浓度变化范围较大，适应性强。
scr脱硝技术 工艺
SCR脱硝技术工艺及应用SCR脱硝技术是目前应用最广泛的烟气脱硝技术之一。
其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。
SCR脱硝工艺流程主要包括还原剂的准备、烟气预处理、催化剂床层和烟气净化四个步骤。
SCR脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠、便于维护等优点，但也存在催化剂失活和尾气中残留等缺点。
SCR脱硝技术的应用范围广泛，包括火电厂、钢铁厂、化工厂等。
1. SCR脱硝技术原理SCR脱硝技术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（NOx）反应生成无害的氮和水。
还原剂与NOx的反应原理还原剂与NOx的反应可以表示为以下化学方程式：4NH3 + 4NO + O2 → 6H2O + 4N2该反应是可逆反应，需要在一定的温度和压力下进行。
在催化剂的作用下，该反应可以向右进行，生成无害的氮和水。
催化剂的作用催化剂是SCR脱硝技术的关键。
催化剂可以降低反应的活化能，从而提高反应的速率。
目前，SCR脱硝技术中常用的催化剂有三元催化剂和二元催化剂。
三元催化剂由钒（V）、钼（Mo）和铌（Nb）等金属组成。
二元催化剂由钒（V）和钼（Mo）等金属组成。
反应温度和压力的影响反应温度和压力对SCR脱硝技术的影响较大。
反应温度越高，反应速率越快，但催化剂的活性越低。
反应压力越高，反应速率越快，但催化剂的寿命越短。
一般来说，SCR脱硝技术的反应温度范围为300-400℃，压力范围为1-2MPa。
2. SCR脱硝工艺流程SCR脱硝工艺流程主要包括还原剂的准备、烟气预处理、催化剂床层和烟气净化四个步骤。
还原剂的准备还原剂通常为液氨。
液氨由氨罐储存，在进入SCR系统之前需要进行蒸发。
烟气预处理烟气预处理的目的是去除烟气中的杂质，以提高催化剂的活性和使用寿命。
烟气预处理通常包括以下步骤：酸碱洗涤：去除烟气中的酸性和碱性物质。
干燥：去除烟气中的水分。
除尘：去除烟气中的粉尘。
催化剂床层催化剂床层是SCR脱硝技术的核心部分。
scr脱硝技术工艺流程
scr脱硝技术工艺流程
SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝技术是一种采用氨水或尿素水作为还原剂，通过氨水在催化剂上与氮氧化物反应，将NOx转化为N2和H2O的方法。
其工艺流程一般包括以下步骤：
1. 脱硝剂制备：首先，制备氨水或尿素水作为还原剂。
氨水可以通过氨气和水的反应得到，尿素水可以通过尿素和水的反应得到。
2. 燃料氧化：将燃料进行完全燃烧，以生成热量和NOx。
3. 烟气预处理：将燃烧后的烟气经过除尘处理，除去其中的灰尘和大颗粒物。
4. 脱硝反应：将预处理后的烟气与脱硝剂（氨水或尿素水）混合，进入脱硝催化剂层。
在催化剂的作用下，氨水或尿素水中的氨和NOx发生氧化还原反应，将NOx转化为N2和H2O。
5. 余氨去除：脱硝反应后，烟气中可能会残留一定量的氨气。
为了避免氨气对环境造成污染，需要进行余氨的去除。
一般采用氨氧化法或吸收剂法来去除残余氨气。
6. 排放：经过脱硝处理后，烟气中的NOx已经转化为无害的氮气和水，排放到大气中。
SCR脱硝技术流程的具体实施细节可能受到具体设备和工艺
参数的影响，上述步骤仅为一般的概述。
实际应用中，根据不同的工艺和设备要求，可能会有一些变化和调整。
水泥窑炉烟气SCR脱硝技术的现状分析
水泥窑炉烟气SCR脱硝技术的现状分析水泥生产是中国工业的重要组成部分，而水泥生产中窑炉烟气所排放的氮氧化物（NOx）是造成环境污染的重要原因之一。
为了降低窑炉烟气中的NOx排放，SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）技术被广泛应用于水泥窑炉烟气治理中。
本文将对水泥窑炉烟气SCR脱硝技术的现状进行分析，并探讨其发展趋势和面临的挑战。
一、技术原理SCR脱硝技术是将氨水作为还原剂，通过催化剂催化反应与烟气中的NOx发生化学反应，将NOx转化为N2和H2O，从而实现烟气中NOx的去除。
SCR脱硝技术具有高效、可靠、适应性强等优点，成为了水泥窑炉烟气治理的重要手段。
二、技术应用现状目前，水泥窑炉烟气SCR脱硝技术在中国得到了广泛应用，大部分水泥企业都进行了SCR脱硝技术改造，并取得了显著的效果，NOx排放显著降低，符合国家排放标准要求。
经过多年的发展，国内对SCR脱硝技术已经有了一定的理论积累和工程实践经验，SCR催化剂和脱硝系统的性能和稳定性都得到了不断提高。
三、技术发展趋势1. 降低成本：目前SCR脱硝技术在水泥窑炉烟气治理中虽然效果显著，但成本较高。
未来的发展趋势是不断降低SCR脱硝系统的投资和运行成本，提高其经济性。
2. 优化催化剂：继续研究开发更加高效的SCR脱硝催化剂，提高其活性和稳定性，延长催化剂的使用寿命。
3. 节能减排：结合其他脱硝技术，如SNCR技术，实现对窑炉烟气的多层次脱硝，达到更好的节能减排效果。
4. 智能化控制：对SCR脱硝系统进行智能化控制，提高操作的精准度和稳定性，确保系统的可靠运行。
四、技术面临的挑战1. 催化剂寿命：因水泥生产的特殊工艺特点，SCR催化剂容易受到灰尘、硫等物质的腐蚀，导致寿命缩短，对催化剂的稳定性和耐久性提出了更高的要求。
2. 操作维护：SCR脱硝系统需要进行定期的清灰、更换催化剂等维护工作，而水泥生产一般都是连续生产，这对系统的运行和维护提出了较高要求。
SCR烟气脱硝技术原理介绍
SCR烟气脱硝技术原理介绍SCR（Selective Catalytic Reduction）是一种利用催化剂将烟气中的氮氧化物（NOx）转化为无害氮气（N2）和水（H2O）的脱硝技术。
该技术通过添加催化剂，在适宜的温度条件下，使NOx与氨（NH3）发生反应，生成氮气和水。
下面将对SCR烟气脱硝技术的原理进行详细介绍。
SCR脱硝技术的原理基本包括以下几个步骤：1.氮氧化物（NOx）的生成：在高温条件下，燃烧氮气与氧气反应生成NOx，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
2.催化剂选择：选择适宜的催化剂是SCR脱硝技术的关键。
常用的催化剂包括钒（V）、钨（W）和钼（Mo）等金属氧化物，这些催化剂能够有效地促进NOx与NH3的反应。
3. Ammonia Slip （氨滑移）：为了达到完全脱硝的效果，SCR系统需添加足够的氨（NH3）以与NOx进行反应。
然而，如果添加的氨超过了理论所需量，会出现氨滑移现象，导致SCR过程中生成一些未反应的氨气排放到大气中，影响环境。
因此，在SCR系统中需要合理控制添加的氨量。
4.乙烯选择性：在SCR催化反应中，烟气中还存在一些有机物，如乙烯（C2H4）。
乙烯对SCR催化剂具有选择性吸附，降低了催化剂的活性，从而影响SCR脱硝效果。
因此，在选择催化剂和控制条件时需要考虑乙烯的存在。
5.脱硝反应：SCR脱硝反应是在适宜的温度、催化剂和氨的存在下进行的。
在SCR催化剂表面，NOx与NH3发生反应生成氮气和水。
反应可以分为两个步骤：首先，NH3与NOx发生吸附，生成吸附物质；然后，在吸附物表面，NH3和NOx发生化学反应，生成氮气和水。
脱硝反应的速率取决于反应物的浓度、温度、催化剂的活性和催化剂表面上活性位点的数量。
6.催化剂再生：随着SCR反应的进行，催化剂表面可能会积累一些附着物，如硫化物、灰分等，这些附着物会降低催化剂的活性。
因此，周期性地进行催化剂再生是保证SCR系统长期稳定运行的关键。
(完整版)SCR脱硝技术简介
SCR 脱硝技术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：O H N O NH NO 22236444+→++ O H N O NH NO 222326342+→++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—400℃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。
下图是SCR 法烟气脱硝工艺流程示意图SCR 脱硝原理SCR 技术脱硝原理为:在催化剂作用下，向温度约280～420 ℃的烟气中喷入氨，将X NO 还原成2N 和O H 2。
SCR脱硝催化剂：催化剂作为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SCR脱硝工艺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。
烟气脱硝SCR和SNCR工艺对比分析
烟气脱硝SCR和SNCR工艺对比分析烟气脱硝技术主要有选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)和选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)两种工艺。
本文将对这两种工艺进行成本、运行成本和优缺点的对比分析。
首先，SCR工艺是一种通过在催化剂的作用下，将氨水或尿素溶液喷入燃烧室，与烟气中的氮氧化物发生反应，将其还原为氮和水的过程。
这种工艺的优点包括：脱硝效率高，可达到95%以上；可在较低温度下进行脱硝，一般为250-400摄氏度；催化剂具有较长的寿命，可达到2-3年；废气中几乎没有生成二噁英等有毒物质。
缺点则包括：昂贵的催化剂成本，催化剂易受到污染物的破坏；需要额外设备供应氨水或尿素溶液；操作和维护成本较高。
其次，SNCR工艺是一种通过在高温区域内直接喷射氨水或尿素溶液，使其与烟气中的氮氧化物发生反应，将其还原为氮和水的过程。
这种工艺的优点包括：设备和运行成本较低，无需催化剂；操作简单，易于实施和维护；适用于燃烧设备的烟气温度较高的情况。
缺点则包括：脱硝效率较低，一般为70-90%；需要保持较高的烟气温度，一般为850-1100摄氏度；SNCR过程中会生成较多的氮氧化物，可能导致大气污染。
在成本方面，SCR工艺的主要成本包括催化剂、氨水或尿素溶液、喷射设备等。
催化剂的成本较高，但可使用较长时间，降低了替换催化剂的频率。
而氨水或尿素溶液的成本相对较低。
SNCR工艺的成本主要包括氨水或尿素溶液、喷射设备等。
由于无需催化剂，因此成本相对较低。
在运行成本方面，SCR工艺的主要运行成本包括催化剂再生和添加氨水或尿素溶液的需求。
催化剂再生可以通过高温氨溶剂、蒸汽或氨气等方法进行。
而SNCR工艺的运行成本则主要包括氨水或尿素溶液的加注，和喷射设备的维护、清洗等。
综上所述，SCR工艺和SNCR工艺各有优缺点。
SCR工艺具有高脱硝效率、低温脱硝和催化剂寿命长等优点，但成本和运行成本较高。
烟气脱硝SCR技术及相关计算
通过优化吹灰方式、提高吹灰频率、采用新型材料等手段，预防 空预器堵塞现象的发生。
堵塞处理措施
一旦发现空预器堵塞，应立即采取停炉清洗、高压水冲洗等措施 进行处理，确保空预器畅通。
提高SCR系统运行稳定性措施
01
02
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优化氨喷射系统
通过改进氨喷射装置设计 、提高氨气流量控制精度 等方法，优化氨喷射系统 性能，提高脱硝效率。
SCR催化剂对NOx具有 很高的选择性，可以在 较低的温度下实现高效 的脱硝反应。
SCR技术适用于各种燃 料和燃烧方式，对于不 同的烟气条件具有较强 的适应性。
SCR催化剂种类繁多， 可根据不同的烟气条件 和脱硝需求进行选择。SCR系统组成与工艺流程
催化剂反应器
装有催化剂的反应器，是SCR系统的 核心部分，用于实现NOx的催化还原 反应。
氨的量的百分比。
氨逃逸率计算公式
φ=(Nin-Nout)/Nin×100% ，其中φ为氨逃逸率，Nin为 反应器入口氨浓度，Nout为
反应器出口氨浓度。
控制氨逃逸率的方法
包括优化喷氨格栅设计、精确 控制喷氨量、提高催化剂活性
等。
SO2/SO3转化率影响因素分析
01
SO2/SO3转化率定义
SO2/SO3转化率是指烟气中的二氧化硫（SO2）在SCR反应器中被氧
加强设备维护管理
定期对SCR系统设备进行 维护保养，确保设备处于 良好状态，减少故障发生 。
完善控制系统
采用先进的控制算法和检 测设备，提高SCR系统自 动化程度和控制精度，确 保系统稳定运行。
05
烟气脱硝SCR技术经济性评价
投资成本分析
设备购置费用
包括反应器、催化剂、吹 灰器、控制系统等主要设 备的购置费用。
烟气脱硝方法中scr和sncr的原理
烟气脱硝方法中scr和sncr的原理
SCR (Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)和SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction，选择性非催化还原)都是烟气脱硝技术。
它们都是通过将还原剂与烟气中的氮氧化物接触使其发生化学反应，将氮氧化物还原为氮气和水蒸气，从而达到脱硝的目的。
具体来说：
1. SCR原理
SCR技术是一种基于化学反应的烟气脱硝技术，其主要原理是在高温下使用氨水或尿素等还原剂与烟气中的氮氧化物进行接触，利用催化剂将NOx还原为无害的N2和H2O。
SCR过程中主要有以下两个步骤：
2NO+2NH3+O2→2N2+3H2O（反应1）
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（反应2）
SCR脱硝的优点是脱硝效率高，可以达到90%以上，而且适用于各种烟气排放情况，对于含有NOx的烟气，SCR技术都能够有效应对。
2. SNCR原理
SNCR技术是一种基于温度和空气动力学的烟气脱硝技术，其主要原理是在高温的烟气中注入还原剂，通过高温下的化学还原反应使氮氧化物发生还原反应，从而达到脱硝的目的。
SNCR反应的基础是NOx在高温下与NH3发生还原反应，通
过控制还原剂的注入位置和量来达到最佳的脱硝效果。
NO+NH3→N2+H2O（反应3）
SNCR脱硝技术的优点是适用范围广，成本低，但脱硝效率较低，通常只能到达50%~70%，而且需考虑还原剂的逃逸问题，对于高温、高浓度的烟气脱硝效果不如SCR技术。
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烟气脱硝装置( SCR)技术一、SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2ONO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度范围内有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。
烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。
因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。
二、烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。
三、SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。
SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。
1、氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。
氨储存罐可以容纳15天使用的无水氨,可充至85%的储罐体积,装有液面仪和温度显示仪。
液氨汽化采用电加热的方式,同时保证氨气/空气混合器内的压力为350 kPa。
NH3 和烟气混合的均匀性和分散性是维持低NH3 逃逸水平的关键。
为了保证烟气和氨气在烟道分散好、混合均匀,可以通过下面方式保证混合:在反应器前安装静态混合器;增加NH3 喷入的能量;增加喷点的数量和区域;改进喷射的分散性和方向;在NH3 喷入后的烟道中设置导流板;同时还应根据冷态流动模型试验结果和数学流动模型计算结果对喷氨系统的结构进行优化。
2、喷氨系统喷氨系统根据锅炉负荷、反应器入口NOx 浓度、反应器出口NOx 浓度测量的反馈信号,控制氨的喷入量。
3、反应器系统SCR反应器采用固定床形式,催化剂为模块放置。
反应器内的催化剂层数取决于所需的催化剂反应表面积。
典型的布置方式是布置二至三层催化剂层。
在最上一层催化剂层的上面,是一层无催化剂的整流层,其作用是保证烟气进入催化剂层时分布均匀。
通常,在第三层催化剂下面还有一层备用空间,以便在催化剂活性降低时加入第四层催化剂层。
在反应器催化剂层间设置吹灰装置,定时吹灰,吹扫时间30～120分钟,每周1～2次。
如有必要,还应进行反应器内部的定期清理。
反应器下设有灰斗,与电厂排灰系统相连,定时排灰。
4、省煤器和反应器旁路系统在省煤器前和反应器之间设置旁路,称之为省煤器旁路。
当锅炉负荷降低,烟气流量减少,进入反应器的烟气温度低于要求值时,旁路开通,向反应器导入高温烟气,提高反应器内的温度。
此外,在反应器入口和出口间装有一个大的旁路,称之为反应器旁路。
反应器旁路的作用是:锅炉负荷降低时使用。
例如开机和停机时使用,低负荷时使用和季节性使用。
以防止低温造成催化剂中毒及催化剂污染。
所有SCR 系统旁路的插板门均要保证零泄露。
5、催化剂催化剂是电厂SCR工艺的核心,它约占其投资的l/3。
为了使电站安全、经济运行,对SCR工艺使用的催化剂应达到下列要求:———低温度时在较宽温度范围具有较高的活性———高选择性( SO2 向SO3 转换率和其他方面作用低即副反应少) ———对二氧化硫( SO2 ) 、卤族酸(HCl, HF)和碱金属(Na2O、K2O)和重金属(如As)具有化学稳定性———克服强烈温度波动的稳定性———对于烟道压力损失小———寿命长、成本低理想的催化剂应具有以下优点: 1. 高活性; 2.抗中毒能力强; 3. 好的机械强度和耐磨损性; 4. 有合适的工作温度区间。
①SCR法催化剂基本概念催化剂种类形状:最初开发的催化剂是粒状的。
现在为了防止催化剂层被粉末堵塞,减少压力的损失,而采用蜂窝状或平板状催化剂。
这种催化剂可根据排气中粉末浓度选定格子的间距。
图2是蜂窝状催化剂的外观照片。
组成:一般,催化剂是由①基材(构成催化剂的骨架) 、②载体(使活性金属成分能够较好的分散合保持的材料)以及③活性金属(起催化作用的成分)构成。
但现在使用的蜂窝状催化剂不是用基材的,它是把载体材料本身作为基材制成蜂窝状。
表1为催化剂的结构及其功能。
②催化剂性能对催化剂性能影响较大的因素有反应温度、催化剂量、氨的注入量,如图3所示。
由于在250～450 ℃(最好是350～400 ℃) ,催化剂有最佳活性,通常脱硝反应设定在这个温度范围内。
当反应温度不在这个温度范围内时,催化剂的性能将降低,尤其是在高温区域使用时,由于过热促使催化剂的表面被烧结,使催化剂寿命降低。
但是,最近随着脱硝装置适用范围的扩大,同时也要求催化剂的使用温度范围扩大,如适用于反应温度200℃的垃圾焚化炉(袋滤器出口处设置的脱硝装置)的低温催化剂,或者是适用于反应温度超过550 ℃的单循环气轮机(在气轮机出口处设置的脱氮装置)的高温脱硝催化剂。
催化剂反应温度的依赖特性是由催化剂的各种活性成分(V2O5、WO3 等)的含有浓度以及比例所决定的。
通过适当地选择活性金属的组成,可以制造适合于各种用途且具有最佳特性的催化剂。
图4为活性金属种类和催化剂活性。
③催化剂量：是根据脱硝装置的设计能力和操作要求来决定的,增加催化剂量可以提高脱硝性能。
在实际中,催化剂的初期充填量是设计要求的最适量和使用期间的损失量之和。
一般用SV 值[ SV值=处理气体量(m3 (Vn ) /h ) /催化剂量(m3 ) ]来表示催化剂的充填量指标。
脱硝反应时,排放气体中的NOx 和注入的NH3 几乎是以1: 1的物质的量之比进行反应,因此在相同的催化剂充填量下,通过增加NH3 的注入量,也会使NH3的泄漏量增加,所以在决定氨浓度和催化剂量时必须考虑对脱硝装置后部机器的影响。
NH3 量的注入指标用注入的NH3 和处理气体中的NOx 的物质的量(容量)之比(NH3 /NOx )表示,一般根据所要求的脱硝装置性能来设定NH3 /NOx。
排放气体中含有的其他成分,如水(H2O) 、氧气(O2 )等,对脱硝性能仅有很小的影响,而SOX、NOx、N2 则没有影响。
但是,因NH3 的注入量是根据NH3 和NOx 的物质的量之比决定的,所以NOx 浓度对NH3 泄漏浓度有影响④催化剂性能随时间的变化在工业装置实际运行时,随使用时间的增加,催化剂性能的下降是不可避免的,其性能下降的程度随工业装置运行条件(燃料性质、处理气体温度等)而有所不同。
通常是以一定反应条件下的反应速度常数(它随着催化剂种类和反应温度而变化)来评价催化剂。
催化剂的性能随着使用时间的增加而下降,当其性质不能满足设计要求时,就需要更换催化剂。
催化剂从开始使用到换用时为止的时间被称为催化剂的寿命。
但是催化剂的寿命与机械零件的寿命不同,催化剂寿命的长短也有很大差异。
工业脱硝中,催化剂寿命随工业装置的种类而有所不同,一般燃煤锅炉为5～6 a,燃油锅炉为7～8 a,燃气锅炉为8～10 a。
对于燃煤机组,哈锅推荐脱硝装置选用蜂窝状催化剂,原因如下:1)在世界燃煤机组的脱硝装置上,蜂窝状催化剂应用最广泛。
2)同波纹板式、板式催化剂相比,蜂窝状催化剂具有如下优点,如表2所示。
6、SCR测量控制系统①反应温度控制在一定温度范围内,随反应温度提高,NOx 脱除率急剧增加,脱硝率达到最大值时,温度继续升高会使NH3 氧化而使脱硝率下降; 反应温度过低,烟气脱硝反应不充分,易产生NH3 的逃逸。
因此要对SCR 系统入口烟气温度进行监测并通过调节省煤器旁路开度控制SCR 系统入口烟气温度②氨量控制在NH3 /NOx 摩尔比小于1 时,随NH3 /NOx摩尔比增加,脱硝效率提高明显; NH3 投入量超过需要量, NH3 会造成二次污染, 一般控制NH3 /NOx 摩尔比在1. 0左右。
NH3 的流量控制阀调节控制NH3 的流量,控制系统根据反应器入口NOx的浓度、烟气流量、反应器出口所要求NOx 的排放浓度和氨的逃逸浓度计算出氨的供给流量。
为保证人身和设备安全,发生下列情况,氨气阀门自动关闭:低的烟气流量;高的氨气/空气比;催化剂入口烟气温度过高;催化剂入口烟气温度过低;没有来自锅炉的运行允许信号;启动急停开关。
③氨稀释空气流量控制氨稀释用空气流量在SCR 系统运行时被设定好,不再调整。
两台空气压缩机,一台备用。
当第1台空气压缩机输出气体压力低于设定值或发生故障时,第2台空气压缩机自动启动氨气蒸发器。
氨气蒸发器与储罐为一体化结构,加热器放置在无水氨的液体中,通过氨储罐内的压力控制加热器。
当储罐内的压力低于设定压力时,加热器通电加热液氨;加热器过热则断电保护。
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