反应过程—SCR的动力学方程
SCR 工艺 SCR反应方程式 SCR钛白粉
SCR 工艺SCR反应方程式SCR钛白粉
SCR 技术是在上世纪70 年代末和80 年代初首先由日本发展起来的,其后迅速在欧洲国家和美国得以推广,其反应方程式如下:
SCR 装置主要由脱硝反应剂制备系统和反应器本体组成。
通过向反应器内喷入脱硝反应剂N H3 ,将NOx 还原为氮气。
由于此还原反应对温度较为敏感,故需加入催化剂,以满足反应的温度要求,增强反应活性。
河北麦森脱硝催化剂用钛白粉（MS－TCA03）
产品性能：
脱硝催化剂比表面积大，催化活性高，化学性质稳定，而硫好，使用寿命长，本品是SCR脱硝催化剂的载体材料，主要是处理氮氧化物，专门为垃圾焚烧电厂和化工，炼油，炼焦，玻璃制造厂烟气治理以及汽车，轮船尾气处理所需脱硝催化剂的制造。
亲水性高，吸附力强，比表面积大，催化活性高，600℃高温烧结后比表面积稳定，不产生二次污染。
此产品主要用于脱硝，可使100%烟气条件下，脱硝率95%以上。
应用领域：
电厂和化工，炼油，炼焦，玻璃制造厂里面锅炉脱硝，烟气治理以及汽车，轮船尾气处理所需脱硝催化剂的制造。
执行标准：Q/85MS 01-2011。
金属分子筛催化氨scr本征动力学方程
金属分子筛催化氨scr本征动力学方程
一、研究背景
随着环境保护意识的不断提高，选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）技术在减少汽车尾气排放方面受到广泛关注。
氨作为一种具有高还原性和低毒性的还原剂，在SCR技术中具有广泛的应用前景。
金属分子筛作为催化剂，在氨SCR过程中具有优异的性能。
本文研究金属分子筛催化氨SCR的本征动力学方程，为实际工程应用提供理论依据。
二、反应机理
金属分子筛催化氨SCR主要涉及以下反应步骤：氨吸附、氮氧化物吸附、氨氧化、氮氧化物还原和中间物种生成。
在这些步骤中，氨氧化和氮氧化物还原是限速步骤。
金属分子筛作为催化剂，可以降低反应活化能，提高反应速率。
三、本征动力学方程建立与分析
本研究采用实验方法，通过测量不同反应条件下金属分子筛催化氨SCR的本征反应速率，结合阿累尼乌斯方程，建立了金属分子筛催化氨SCR的本征动力学方程。
本方程可以描述反应速率与反应温度、压力、反应物浓度之间的关系，为预测和优化金属分子筛催化氨SCR反应性能提供了理论依据。
四、实验结果与讨论
通过对不同金属分子筛催化剂进行实验研究，发现催化剂的组成、孔道结构、酸性位点等因素对氨SCR本征反应速率具有重要影响。
在优化条件下，金属分子筛催化氨SCR的本征反应速率可达较高水平，有利于实际工程应用。
五、结论与展望
本文通过实验方法，建立了金属分子筛催化氨SCR的本征动力学方程，分析了影响反应性能的关键因素。
研究结果表明，金属分子筛在氨SCR过程中具有优异的催化性能。
SCR系统的工作原理
SCR系统的工作原理SCR系统，即选择性催化还原系统（Selective Catalytic Reduction System），是一种用于降低柴油发动机尾气中氮氧化物（NOx）排放的排放控制技术。
本文将详细介绍SCR系统的工作原理。
一、SCR系统的组成SCR系统主要由催化剂、尿素喷射系统、氨气传感器和控制单元等组成。
1. 催化剂：SCR系统中的催化剂通常采用氨基催化剂，如氨基硅胶、氨基钼酸盐等。
催化剂的作用是将尾气中的氮氧化物与尿素（NH3）反应生成氮气（N2）和水蒸气（H2O）。
2. 尿素喷射系统：尿素喷射系统由尿素储存罐、尿素泵、尿素喷射器等组成。
尿素喷射系统的作用是将尿素溶液喷射到催化剂前，通过催化剂的作用将尿素分解为氨气和二氧化碳。
3. 氨气传感器：氨气传感器用于监测尾气中氨气的浓度，以确保SCR系统的正常工作。
当氨气浓度过高或者过低时，控制单元可以相应调整尿素喷射量，以保持SCR系统的效率。
4. 控制单元：控制单元是SCR系统的核心，负责监测和控制SCR系统的各个组件。
它通过接收氨气传感器的信号，调整尿素喷射量，以实现对尾气中氮氧化物的有效还原。
二、SCR系统的工作原理SCR系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 尾气进入SCR催化剂：发动机排出的尾气首先进入SCR催化剂。
催化剂的作用是将尾气中的氮氧化物与尿素溶液中的氨气发生反应，生成氮气和水蒸气。
2. 尿素喷射：尿素喷射系统会根据氨气传感器的信号，控制尿素喷射量。
尿素喷射器将尿素溶液喷射到催化剂前，尿素在催化剂的作用下分解为氨气和二氧化碳。
3. 氨气与氮氧化物反应：催化剂表面的氨气与尾气中的氮氧化物发生反应，生成氮气和水蒸气。
反应的化学方程式为：4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O。
4. 尾气排放：经过SCR系统的处理，尾气中的氮氧化物被还原为无害的氮气和水蒸气。
处理后的尾气通过排气管排出。
三、SCR系统的优势SCR系统具有以下几个优势：1. 高效降低氮氧化物排放：SCR系统能够将尾气中的氮氧化物有效还原，使其排放量大幅降低，符合环保要求。
scr处理公式
scr处理公式SCR（选择性催化还原）是一种广泛应用于柴油机尾气净化系统的技术。
它通过催化剂将尾气中的氮氧化物（NOx）与氨（NH3）作用，从而将有害的氮氧化物转化为无害的氮和水。
在SCR处理中，公式的正确使用对于达到高效净化尾气的目标至关重要。
本文将介绍SCR处理公式的含义和应用。
1. SCR处理公式简介SCR处理公式是描述SCR反应过程中氮氧化物和氨之间的化学反应关系的数学公式。
这些公式使用化学符号和反应式来表示反应物和生成物之间的转化关系。
在SCR处理中，常用的公式包括氧化还原反应和吸附解析反应。
这些公式可以帮助我们了解SCR催化剂的工作原理和性能。
2. 氧化还原反应公式氧化还原反应是SCR处理过程中的主要反应之一。
它描述了氨和氮氧化物之间的氧化还原反应。
其中，氧化剂可以是尾气中的氧气或氧化物，而还原剂是氨。
这些反应式可以用以下示例公式表示：4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O在这个反应中，4个氮氧化物分子与4个氨分子和氧气反应，生成4个氮气分子和6个水分子。
通过此反应，SCR系统可以将有害的氮氧化物转化为无害的氮气和水。
3. 吸附解析反应公式吸附解析反应是SCR催化剂表面上发生的一种反应。
它揭示了SCR催化剂表面上氨和氮氧化物之间的吸附和解析过程。
以下是一个示例反应公式：NH3 + NO -> N2 + H2O在这个反应中，氨和氮氧化物吸附在催化剂表面上并发生分解，产生氮气和水。
吸附解析反应对于有效地催化转化氮氧化物至关重要。
4. SCR处理公式的应用SCR处理公式在设计和优化SCR催化剂和尾气净化系统中起着重要的作用。
通过理解和应用这些公式，我们可以根据实际情况来调整SCR系统的工作条件和催化剂的性能。
例如，通过增加氨的投加量，可以提高反应的效率和催化剂的利用率。
此外，根据不同发动机的需求和尾气组成，我们可以选择不同类型和组合的催化剂，以获得更好的SCR效果。
选择性催化还原脱硝技术(SCR)
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
• 一、SCR脱硝技术原理 • 二、SCR系统组成及工艺流程介绍 • 三、 SCR催化剂的失活及其应对措施 • 四、SCR烟气脱硝装置问题及优化
一、SCR脱硝技术原理
1.1 反应机理
SCR反应原理与SNCR相同，只是由于使用了催化剂使 得反应温度大大降低（300~450℃），从而可以在锅炉的 省煤器与空气预热器之间的烟道喷入的NH3、烃类等还原 剂在烟气中O2的作用下将NOX快速还原成无害的N2和H2O。
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总体布置 SCR反应器可以安装在锅炉的不同位置，一般分三种情况： 1）位于锅炉省煤器和空气预热器之间的高灰SCR系统； 2）安装在高温电除尘器之后的低灰SCR系统； 3）安装在FGD脱硫塔之后的尾部低温低灰SCR系统。
图2-3 SCR反应器的布置方式 (a) 高灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (b) 低灰段布置；
• 催化剂的失活主要有化学失活和物理失活，失活的主要影 响因素包括催化剂成分、结构、反应传质速率、反应扩散 速率、烟气温度、烟气成分、灰分等。
3.1 化学失活
• 典型的SCR催化剂化学失活主要是由砷、碱金属、金属氧化物等引起的 催化剂中毒。
• 碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物如MgO、CaO、Na2O、 K2O等使催化剂中毒，在催化剂活性位置与其他物质发生了反应，主要 是由于中和催化剂表面吸附的SO2生成硫化物而造成的。
内部结构 SCR工艺的核心装置是脱硝反应器，反应 器中的催化剂分上下多层（一般为3~4层）有 序放置。 图2-1为典型的SCR反应器内部结构示意图。
图2-2为水平和垂直布置的SCR反应器。
scr脱硝工艺过程及原理
scr脱硝工艺过程及原理
SCR脱硝工艺是一种以尿素为催化剂，将NOx(一氧化氮)转化为N2(氮气)和H2O(水)的技术。
SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝工艺是一种可以有效减少一氧化氮（NOx）排放的高效技术。
它是利用原料气中氨气和二氧化硫（SO2）及温度较低的催化剂，经过催化反应，将NOx转化为N2和H2O的技术。
SCR脱硝工艺的工作原理是，当NOx在催化剂上发生反应时，会产生氮气和水（即N2 + H2O）。
根据催化反应的过程，NOx在催化剂上会先经历一个氧化反应，将NO转化为NO2，此时NO2会与氨气反应，形成N2和H2O，而NO则会继续发生氧化反应，最终转化为N2和H2O，因此总的反应方程为：4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O。
SCR脱硝工艺除了可以有效降低一氧化氮（NOx）排放外，还具有体积小、操作简单、高效率等优点。
它可以应用于各种燃烧系统，如燃煤锅炉、燃气轮机、柴油发电机、燃料电池、燃气内燃机和工业热风炉等，以降低NOx排放。
此外，SCR脱硝工艺也可以用于改善燃烧器烟气中的SO2排放，从而达到减少污染和保护环境的目的。
第11章SCR脱硝原理与工艺
一、SCR反应机理（P174) 1.SCR反应流程
图11-1 SCR反应流程示意图
2.SCR反应机理
在一定温度和催化剂作用下，还原剂（NH3、尿 素）选择性地与烟气中NOx反应生成N2和H2O。 反应如下：
主要反应，温度 4NH3 4NO O2 催化剂4N2 6H2O
（三）尿素水解与热解比较
表11-2 热解法与水解法比较
热解法
水解法
热力控制工艺
高压操作
使用气体燃料或柴油
需要高温
喷入40～50%浓度尿素溶 低浓度尿素溶液
液
跟随能力强，响应时间快 响应时间与跟随能力差
氨逃逸控制好
水用量大，浪费能源
控制简单
负荷变化时，易生成残留
尿素聚合物堵塞管道
成本较低
需高压容器，设备要求高
290~430℃
4NH3 2NO2 O2 催化剂3N2 6H2O
副反应，温度＞450℃
4NH3 3O2 2N2 6H2O 4NH3 5O2 4NO 6H2O
2NH3 N2 3H2
SO2 + 1/2 O2
SO3
NH3 + SO3 + H2O
NH4 HSO4
典型SCR 脱硝反应器示意图
原
NH3
H2O 净
NOx
NH3
NOx NH3
N2 H2O
N2 H2O
图11-3 SCR工艺化学反应过 ❖NH3喷射温程度范围：290～430℃；≥90％脱硝率 ； ❖投资费用高，空间限制，NH3泄漏，SO2转化，催 化剂中毒失火,粉煤灰综合利用问题等； ❖容量范围：122－1300MW
SCR脱硝技术
SCR脱硝技术SCR脱硝技术1、目的和原理脱硝技术主要包括了选择非催化还原（SNCR），选择性催化还原（SCR）和SNCR、SCR结合的工艺。
SCR具有很高的脱硝效率（70-90%），它是成熟的脱硝工艺，是脱硝应用最广泛的技术。
SCR的意思是烟气中的氮氧化合物选择性的和还原剂进行反应，生成氮气和水，脱除烟气中的氮氧化合物（NOx）。
SCR的化学反应方程式是：4NO + 4NH3+O2→ 4N2 +6H2O6NO2 + 8NH3 + O2→ 7N2 + 12H2O典型的SCR脱硝系统的工艺在SCR脱硝系统中，各种废气中含有的NOx和氨水、尿素或其他含有氨基的物质进行反应，生成氮气和水。
基于经济性、处理难度和系统的安全角度考虑，选择最适合的含氨基的还原剂SCR系统主要包含了反应器、还原剂储罐、还原剂喷射系统和催化剂，在还原剂喷射和烟气进行完全混合之后，废气会进入催化剂层，脱硝反应将会在这里进行。
氮氧化合物在催化剂表面转化成氮气和水。
当还原剂是氨的时候，化学反应方程式如下。
4NO+4NH3+O2 -> 4N2+6H2O6NO2 +8NH3 -> 7N2+12H2O2、性能（常用范围）使用范围：（燃气、燃油、燃煤）锅炉，汽轮机，垃圾焚烧发电厂和柴油发电机效率：大于90%的脱硝率运行温度：200-420℃氮氧化物含量：10-2,000ppm压降：小于1.2kPa/反应器反应器：催化剂床层可安装在余热锅炉内运行条件：冷启动30分钟以内可以达到稳定状态1）当要求的脱硝效率大于95%的时候，排放的还原剂的量会显著的增加；2）运行温度的确定应该考虑烟气中SOx的浓度，以防形成ABS，导致催化剂堵塞。
3、备注SCR脱硝系统的性能主要依赖于催化剂的性能（活性，寿命等）和还原剂喷射的控制技术。
V/TiO2催化剂是通过三氧化钒离子吸附在二氧化钛晶体上并且煅烧制成的，广泛的运用在SCR系统中。
脱硝反应速度非常快，所以，反应速度主要受还原剂扩散率的控制：层流边界层和催化剂微孔处的扩散率。
低温NH_3_SCR反应机理及动力学研究进展
收稿:2008年6月,收修改稿:2008年8月 3国家高技术发展计划(863)项目(N o.2007AA0618025)和江苏省自然科学基金项目(N o.BK 2007215)资助33通讯联系人 e 2mail :zq304@ ;zq304@低温NH 32SCR 反应机理及动力学研究进展3李云涛 钟 秦33(南京理工大学化工学院 南京210094)摘 要 对低温选择性催化还原(SCR )脱硝技术的反应机理及动力学已有较多研究。
本文从反应路径和反应机制两方面评述了低温SCR 的反应机理,重点从氧在低温SCR 中的作用、NO 在催化剂上的吸附、NH 3的活化和反应模型等方面进行了深入阐述,并结合反应机理探讨了低温SCR 的反应动力学,最后对低温SCR 脱硝技术的深入研究提出了建议。
关键词 低温选择性催化还原 脱硝 SCR 反应机理 SCR 反应动力学中图分类号:O643;X511 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2009)0621094207R ecent Advances in Mechanisms and K inetics of Low 2Temperature SelectiveC atalytic R eduction of NO x with NH 3Li Yuntao Zhong Qin33(School of Chemical Engineering ,Nanjing University of Science and T echnology ,Nanjing 210094,China )Abstract The mechanisms and kinetics of low 2tem perature selective catalytic reduction (SCR )have attracted many researchers ’attention.The mechanisms of low 2tem perature SCR is reviewed by the reaction pathways and reaction m odels ,focusing on the role of oxygen in the low 2tem perature SCR ,the ads orption of NO over the catalyst ,the nature of the active NH 3species and the g overning reaction m odels (Langmuir 2Hinshelw ood or E ley 2Rideal ).M oreover ,combining with the mechanisms of low 2tem perature SCR ,the kinetics of low 2tem perature SCR are critically discussed.P oints of convergence and disagreement are underlined.The perspectives in low 2tem perature SCR are prom oted.K ey w ords low 2tem perature selective catalytic reduction ;rem oval of NO x ;mechanisms of SCR ;kinetics of SCRContents1 Introduction2 Mechanisms of low 2tem perature selective catalyticreduction of NO x with NH 32.1 Reaction pathways of low 2tem perature NH 32SCR 2.2 Reaction mechanisms of low 2tem perature NH 32SCR 3 K inetics of low 2tem perature NH 32SCR 4 C onclusion and perspectives1 引言氮氧化物(NO x )主要来自石化燃料燃烧,不仅是酸雨形成的主要原因,而且可与碳氢化物反应,形成光化学烟雾,目前已成为仅次于可吸入颗粒物和二氧化硫的重要大气污染物。
反应过程—SCR的动力学方程
2.2 内扩散—内扩散对反应的影响
η值的大小表示内扩散对过程影响的程度。η值越小，说明内扩散影响越严重。 η等于 1 时，内扩散对过程没有影响。 从上式中可以看出η的数值，主要由φs 所决定。对于球形催化剂
φs
De
η
内扩散对反应的影响越大
2.2 内扩散—内扩散对反应的影响
内扩散的有效利用系数随温度变化的曲线
写在前面：
老师，我们现在的ppt还是初稿，其中有些表格跟 数据以及拟合还要重新做，还有用EXCEL拟合的也会 重新用origin拟合，请老师多多提出意见。
第十组
氨选择性催化还原（SCR）氮氧化物的动力学研究
Reporter :第10组 Supervisor :
CONTENTS
1.研究背景 2.反应动力学研究 3.结论 4.大作业总结
rNO
k
pCNO
CNH
3
C O2
2.3 反应过程—求解NO的反应动力学级数
根据 I NO M AT A 等人在钛基钒系催化剂上的研究, 在富氧、 N H 3 /NO > 1 时, 速率
方程式 可以简化为:
r NO = k C CNO
根据动力学速率方程式又可得如下方程:
r
NO
= - dCNO dt
④ 气态NOX与催化剂表面吸附的NH3进行反应； ⑤ 反应生成物N2、H2O在催化剂表面上脱附； ⑥ 生产物通过催化剂的毛细管扩散到催化剂颗粒的外表面； ⑦ N2、H2O从颗粒外表面穿过气膜扩散到主气流中。
有效扩散系数 De 的计算
对于气体来说，孔扩散可分为三种： 努森扩散 （ Kundsen ） 分子扩散（bulk diffusion） 表面扩散（surface diffusion）
金属分子筛催化氨scr本征动力学方程
金属分子筛催化氨scr本征动力学方程摘要：一、引言二、金属分子筛催化氨scr 本征动力学方程的概述三、金属分子筛催化氨scr 的机理四、本征动力学方程的推导过程五、本征动力学方程的应用六、结论正文：一、引言金属分子筛催化氨选择性催化还原（氨scr）技术是当前减少氮氧化物排放的重要手段。
在这一过程中，金属分子筛作为催化剂起着关键作用。
研究金属分子筛催化氨scr 本征动力学方程，有助于深入理解催化过程中的反应机理，为优化催化性能提供理论依据。
二、金属分子筛催化氨scr 本征动力学方程的概述金属分子筛催化氨scr 本征动力学方程主要描述了在金属分子筛催化剂作用下，氨与一氧化氮发生选择性催化还原反应的动力学过程。
本征动力学方程包括了反应速率常数、活化能等重要参数，能够反映催化剂的催化性能。
三、金属分子筛催化氨scr 的机理金属分子筛催化氨scr 的机理主要包括以下几个方面：1.氨的吸附：氨在金属分子筛孔道内发生吸附，形成氨吸附物种；2.氨的活化：氨吸附物种在催化剂的作用下，发生活化，形成活性氨物种；3.反应：活性氨物种与一氧化氮发生选择性催化还原反应，生成氮气和水。
四、本征动力学方程的推导过程本征动力学方程的推导过程涉及到一系列复杂的计算过程，主要包括以下几个步骤：1.根据反应机理，确定反应速率决定步骤；2.运用Arrhenius 方程，计算活化能；3.根据吸附等温线，确定氨的吸附常数；4.结合反应速率常数与活化能，建立本征动力学方程。
五、本征动力学方程的应用本征动力学方程可以应用于以下几个方面：1.催化剂性能评价：通过本征动力学方程，可以直观地评价不同催化剂的催化性能；2.反应条件优化：通过调整本征动力学方程中的参数，可以为实际生产过程中反应条件的优化提供理论指导；3.反应机理研究：本征动力学方程可以为揭示金属分子筛催化氨scr 的反应机理提供理论支持。
六、结论研究金属分子筛催化氨scr 本征动力学方程，有助于深入理解催化剂的催化性能和反应机理，为优化催化剂设计和反应条件提供理论依据。
SCR技术中文叫作选择催化还原技术
SCR技术中文叫作选择催化还原技术。
低温下NO x的简单分解在热力学角度上是可行的并且反应能够进行，但是反应非常缓慢，为了使NO x转化为N2，需要在反应过程中加入还原剂。
还原剂有CH4、H2、CO和NH3等。
其中NH3是当今电厂SCR脱硝中广泛采用的还原剂，现在几乎所有的研究都一致认为在典型SCR 反应条件下的化学反应式为：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O2NH3+NO+NO2＝2N2+3H2O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。
反应时，排放气体中的NO x和注入的NH3几乎是以1:1的物质的量之比进行反应，可以得到80%～90%的脱硝率。
在反应过程中，NH3可以选择性地和NO x反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，因此反应又被称为“选择性”。
SNCR英文全拼为“Selective Non-Catalytic Reduction”，中文意为为“选择性非催化还原”。
SNCR技术是一种成熟的商业性NO x控制处理技术。
SNCR方法主要使用含氮的药剂在温度区域870～1,200°C喷入含NO的燃烧产物中，发生还原反应，脱除NO，生成氮气和水。
由于在一定温度范围，有氧气的情况下，氮剂对NO x的还原，在所有其他的化学反应中占主导，表现出选择性，因此称之为选择性非催化还原。
SNCR在实验室内的试验中可以达到90％以上的NO脱除率。
SNCR应用在大型锅炉上，选择短期示范期间能达到75％的脱硝效率，典型的长期现场应用能达到30％～50％的NO x脱除率。
在大型的锅炉（大于300MW发电功率）上运行，通常由于混合的限制，脱硝率小于40％。
SNCR技术适用于各种煤粉锅炉、循环流化床锅炉、垃圾焚烧炉等，具有适应性广与炉型、燃料类型无关等优点。
燃煤电厂SCR 烟气脱硝过程机理
SCR 的化学反应机理比较复杂,主要是NH3 在一定的温度和催化剂的作用下,有选择地把烟气中NO 的还原为N2 ,同时生成水。
催化的作用是降低分解反应的活化能,使其反应温度降低至150 - 450 ℃之间,其反应可表示如下:4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O (1)NO + NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O(2)6NO2 + 8NH3 →7N2 + 12H2O (3)其中第一个反应是最主要的,因为烟气中NOx 几乎是以NO的形式存在,在没有催化剂的情况下, 这些反应只能在很窄的温度范围内(980 ℃左右) 进行。
通过选择合适的催化剂,反应温度可以降低,并且可以扩展到适合电厂实际使用的290 - 430 ℃范围。
在反应条件改变时,还可能发生以下反应:4NH3 + 3O2 →2N2 + 6H2O + 1267. 1 kJ (4)2NH3 →N2 + 3H2 - 91. 9 kJ (5)4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O + 907. 3kJ (6)发生NH3 分解的反应和NH3 氧化为NO 的反应都在350 ℃以上才进行,450 ℃以上才剧烈起来。
在一般的选择性催化还原工艺中,反应温度常控制在300 ℃以下,这时仅有NH3 氧化为N2 的副反应发生。
但是在某些条件下,在SCR 系统里也会产生如下的不利反应:SO2 + 1/2O2→SO3 (7)NH3 + SO3 + H2O →NH4HSO4 (8)2NH3 + SO3 + H2O →(NH4 ) 2HSO4 (9)SO3 + H2O →H2 SO4 (10)反应中形成的NH4HSO4 和(NH4 ) 2 SO4 很容易对空气预热器进行粘污,对空气预热器影响很大。
NH3 和NOx 在催化剂上的反应是遵循Eley - Rideal 机理,即NH3 选择吸附在催化剂表面上的酸性中心位(B 酸及L酸) 并得到活化,气相中的NO 分子与其反应,并消耗催化剂表面活性氧而生成N2 和H2O ,气相中的氧通过催化剂内传递而更新表面氧从而完成催化循环。
低温SCR介绍
低温SCR脱硝系统1. SCR反应原理选择性催化还原（SCR）法，即在装有催化剂的反应器内用氨作为还原剂来脱除氮氧化物。
烟气中的氮氧化物一般由体积相对浓度约95%的NO和5%的NO2组成。
脱硝反应按照下面的基本反应转化成分子态的氮气和水蒸气。
SCR主要反应方程式如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O上面第一个反应是主要的，因为烟气中几乎95%的NO X以NO的形式存在。
图7.6.2-1 SCR脱硝反应示意图以尿素为还原剂的SCR主要反应方程式如下：NH2CONH2 + H2O →2NH3 + CO24NO + 4NH3 + O2→4N2 + 6H2O2NO2 + 4NH3 + O2 →3N2 + 6H2ONO + NO2 + 2NH3→2N2 + 3H2O2. 低温SCR反应原理常规SCR（选择性催化还原法）脱硝催化剂的反应温度窗口300~400℃，低温脱硝反应温度区间为160℃~200℃，属于低温脱硝范畴。
该催化剂具有催化反应温度窗口宽、SO2转化率和NH3逃逸率低、抗硫性好、脱除效率高、比表面积大、结构强度高、寿命长等特点。
低温SCR脱硝反应主要工艺流程如下：经过除尘及脱硫后的焚烧炉烟气在经过蒸汽换热器加热后，温度被加热至160~200℃左右。
烟气与设置在低温SCR 反应器进口前的喷尿素格栅喷出来的尿素在静态混合器里进行充分混合，然后混合好的烟气从低温SCR反应器进口进入，经过烟气均流板进入低温SCR反应区与中低温催化剂进行SCR脱硝反应，脱除NOx后的烟气温度大约为160~200℃，NOx浓度≤80mg/Nm3，从低温SCR反应器出口排放至烟囱。
当系统运行一定时间后，为了使催化剂活性稳定（防止催化剂表面沉积较多粘稠状硫酸氢铵），可采用再生热解析系统对催化剂进行离线再生。
离线热解析系统利用热风炉加热得到350~400℃左右的热风，热风通过SCR系统，将SCR 催化剂中沉积的硫酸氢氨吹脱。
SCR系统的工作原理
SCR(Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原)系统的工作原理1、SCR技术原理分析：在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括：尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发、尿素（氨气和尿素化学反应的产物）的水解和热解气相化学反应以及NOx在催化剂表面与NH3发生的催化表面化学反应。
其主要化学方程式如下：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O理想状况下反应的产物主要是无毒无害的氮气和水。
（1）目前在废气中处理NOx采用的是SCR处理技术，即：利用尿素溶液（水溶液浓度为32.5%±0.5%），在排气中喷入尿素、氨水等还原性物质，将NOx（主要是NO）还原为N2和H2O。
它无毒、洁净、无气味、不易着火、无爆炸危险，但有腐蚀性，必须使用特殊的容器储存。
（2）SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配。
尿素的喷入量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷入量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。
（3）使用SCR后不但要增加SCR本身装置的重量，另外还要增加一个尿素溶液箱和尿素溶液。
汽车会损失一部分的有效载荷。
（4）SCR作为一个新的后处理技术，因购置、操作和保养费用高、需要加一套较为复杂的调节还原剂喷射量的控制系统等等原因，在车用柴油机上还没有得到大范围的推广。
（5）必须保证行驶区域内对尿素需求的供应，需要车载诊断，并需要自觉及时地加尿素。
（6）一水合氨易挥发出氨气，随温度升高和放置时间延长而增加挥发率NH3·H2O=NH3↑+H2O在较高排气温度下不能够形成对金属进行腐蚀的NH3·H2O（7）腐蚀性一水合氨有一定的腐蚀作用。
对铜的腐蚀比较强，钢铁比较差，对水泥腐蚀不大。
对木材也有一定腐蚀作用。
水溶液呈弱碱性。
主要是电化学腐蚀因为NH3+H2O→NH3·H2O→NH4+（铵根离子）+OH-（氢氧根）①金属-4e-=金属阳离子②2H2O+4e-+O2=4OH- ③③中产生的氢氧根离子促使①中的平衡向右移动，氨气挥发后氢氧根离子减少，又促使③中的平衡向右移动，从而使②中的平衡也向右移动，使金属减少。
scr脱硝用尿素工作原理
scr脱硝用尿素工作原理
SCR脱硝是一种利用尿素作为还原剂将NOx转化为N2和H2O的技术，该技术已被广泛应用于煤电厂、钢铁厂、水泥厂等工业领域。
SCR脱硝是通过在烟气中注入尿素后，使其与NOx发生化学反应，将NOx转化为无害的N2和H2O。
SCR脱硝的主要反应方程式为：
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
其中，NH3就是尿素分解后所产生的还原剂，它与NOx反应生成N2和H2O。
SCR脱硝的工作原理是在催化剂的作用下，将尿素和NOx充分混合，使其在催化剂表面上接触反应，从而加速反应速率。
催化剂通常采用钛系催化剂，具有高的催化活性和稳定性。
SCR脱硝技术的优点是可以高效地将NOx转化为无害物质，同时还可以降低SOx和颗粒物的排放。
SCR脱硝系统的使用寿命较长，只需定期更换催化剂和清洗喷嘴即可。
总之，SCR脱硝技术是一种高效、可靠的NOx处理技术，可以有效地保护环境和人类健康。
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SCR系统的工作原理
SCR系统的工作原理引言概述：SCR系统（Selective Catalytic Reduction）是一种用于减少柴油发动机尾气中氮氧化物（NOx）排放的技术。
SCR系统通过在尾气中注入尿素溶液并与催化剂反应，将NOx转化为无害的氮气和水蒸气，从而减少对环境的污染。
本文将详细介绍SCR系统的工作原理。
一、尿素溶液注入1.1 SCR系统中的尿素溶液是一种含有约32.5%尿素和67.5%去离子水的液体，通常称为尿素水。
1.2 尿素水通过喷射器喷入尾气管道中，与尾气混合后进入SCR催化剂。
1.3 尿素水在SCR催化剂表面分解，释放氨气（NH3），与尾气中的NOx发生化学反应。
二、氨气与NOx的反应2.1 SCR催化剂表面上的氨气与尾气中的NOx发生还原反应，生成氮气（N2）和水蒸气（H2O）。
2.2 还原反应的化学方程式为：4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O。
2.3 在SCR催化剂的作用下，NOx的转化效率可达90%以上。
三、SCR催化剂的作用3.1 SCR催化剂通常由钛氧化物和钒氧化物等催化剂组成，具有高效的催化活性。
3.2 SCR催化剂能够在较低的温度下催化氨气与NOx的反应，提高SCR系统的工作效率。
3.3 SCR催化剂还能反抗硫化物等有害物质的影响，保持系统的稳定性和长期使用寿命。
四、尿素水的补给和控制4.1 SCR系统需要定期补充尿素水，以保证系统正常工作。
4.2 系统中配备了尿素水喷射控制器，可以根据发动机负荷和转速等参数自动调节尿素水的喷射量。
4.3 合理的尿素水喷射控制可以保证SCR系统的高效运行，减少尾气排放。
五、SCR系统的优势和应用5.1 SCR系统能够有效降低柴油发动机尾气中的NOx排放，符合现代环保要求。
5.2 SCR技术成熟稳定，已在商用车辆和柴油机上得到广泛应用。
5.3 SCR系统具有节能环保、性能稳定和维护成本低等优点，是减少柴油机尾气污染的有效手段。
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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氨选择性催化还原（SCR）氮氧化物的动力学研究
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:第10组
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1.研究背景
CONTENTS
2.反应动力学研究
2.1 外扩散
对于球形催化剂，令 宏观反应速率为rNO,g，则
设反应混合物的初始摩尔流率 与反应过程中瞬时摩尔流率 相等，则上式变为
2.1 外扩散
NO 浓度分率随反应时间τ 的变化方程
SCR 反应体系为稳定流动体系，因此单位时间内扩散到催化剂外表面的 NO 量 与催化剂中 NO的反应量相等，即
2.1 外扩散—外扩散对反应的影响
表和图
温度低于 580K 时，随着温度的升高，内扩散效率因子线性降低；而当温度高 于 600K 时，内扩散效率因子趋于稳定，随温度变化很小。
2.2 内扩散—内扩散对反应的影响
表要重新做 球形催化剂的粒径对 Thiele 模数和内扩散效率因子η的影响
1. 对于NH3选择性还原NOX的反应，随着球形催化剂粒径的增加，Thiele模数φ s 增加，催化效率降低。 2. 当催化剂的粒径大于 0.045 cm时，内扩散的影响已经相当严重，催化反应的效 率也很低。 3. 有效因子随φ s值的增加而降低，减小催化剂颗粒的粒度，φs 值可减小，所以， 减小粒度可以提高催化剂的有效因子
rNO k pC C C
NO NH3
O2
2.3 反应过程—求解NO的反应动力学级数
根据 I NO M AT A 等人在钛基钒系催化剂上的研究, 在富氧、 N H 3 /NO > 1 时, 速率
在工业上常将在内扩散的影响下（内扩散控制或过渡区）的实际反应速度 与过程在化学动力学范围内的反应速率 （此时整个粒子间的反应物浓度均 为Cs）的比为固体催化剂内表面利用率η。 内表面利用率的概念表示了在工业实际催化反应中，催化剂的内部表面被 利用的程度。也称扩散有效因子（effectiveness factor）。内扩散因子计算 式为：
2.3 反应过程
以NH3为还原剂的SCR反应机理非常复杂，主要是在催化剂存在的情况下，降 低了催化还原NOx所需要的化学反应活化能，从而在200~450°C范围内，有选 择性的把烟气中的NOx催化还原成N2和H2O。NO的转化率与反应物的NO,NH3 和O2的浓度有关。 根据幂级数模型求解反应动力学
可简化为
令
2.2 内扩散
2.2 内扩散
当过程处于内扩散控制时总的反应量 应等于反应物质扩散进催化剂颗粒里面 去的数量，即 rNO,p
所以，扩散速率亦即存在内扩散影响时的反应速率为
2.2 内扩散—内扩散对反应的影响
若是内扩散影响不存在，则整个催化剂颗粒内该组分的浓度等于外表面浓 度 ，因此，
研究背景
氮氧化物的危害
SCR-DeNOX
选择性催化还原脱氮（SCR-DeNOX）是指有氧情况下且合适的温度范围内还 原剂NH3在催化剂的作用下将NOX有选择地还原为氮气和水，反应式如下：
由于典型烟气中NO占NOX 的 95％以上，所以NOx脱除 主要是以反应1式为主。
2.2 内扩散
对催化剂颗粒作如下假设： 1. 球形颗粒是等温的； 2. 催化剂颗粒内部进行一级不可逆 反应，且反应时不发生体积变化； 3. 多孔结构是均匀的，并且颗粒中
反应物的有效扩散系数 De已从前
面求得; 4. 扩散服从菲克（Fick）第一定律。 球形颗粒催化剂扩散模型
2.2 内扩散
从物料衡算看，在内扩散的稳定状态下，该微分壳体内反应的数量应等于扩 散进去的数量，如下：
研究的催化剂孔半径 r a＝0.3107*10-6 cm, 代入计算上式，所以可以忽略分子 有效扩散系数的影响，则有效扩散系数De为：
有效扩散系数 De 的计算
通过前面物理参数计算可得 V2O5-WO3/TiO2 的有效扩散系数
各试验温度下的扩散系数如下表
是否需要加图
该催化剂孔径比较小，努森扩散占主导地位。
2.2 内扩散—内扩散对反应的影响
η值的大小表示内扩散对过程影响的程度。η值越小，说明内扩散影响越严重。
η等于 1 时，内扩散对过程没有影响。 从上式中可以看出η的数值，主要由φs 所决定。对于球形催化剂
φs
De
内扩散对反应的影响越大 η
2.2 内扩散—内扩散对反应的影响
内扩散的有效利用系数随温度变化的曲线
CNO,s/CNO,g随温度的变化
温度T（°C） C NO,S 260 320 380
表和图
420
C NO,g
C NO,S/C NO,g
由图 可见，在温度区间 250－420℃内C NO,S/C NO,g≈1 ，主气流中 NO的浓度与 催化剂外表面上的浓度 ，外扩散的阻碍作用可以忽略不计. CNO,s/CNO,g随温度变化的曲线
有效扩散系数 De 的计算
（1） Kundsen 有效扩散系数DKe 的计算
有效扩散系数 De 的计算
（2） 分子有效扩散系数 的计算DBe
（3） 有效扩散系数 的计算De
有效扩散系数 De 的计算
在不同压力下气体分子的平均自由程可粗略地用下式进行估计：
当气体分子的平均运动自由程大于孔径时，即
2
SCR动力学研究
SCR-DeNOX 的反应机理
Eley-Rideal 机理
Langmuir-Hinshelwood
机理
SCR-DeNOX 的反应过程
NH3和NOX在催化剂上的反应过程可以概括
为七个步骤所组成： ① NH3、NOX从主气流穿过催化剂颗粒
外表面的气膜，扩散到催化剂外面；
② NH3、NOX从催化剂颗粒外表面通过毛 细管扩散到催化剂内部表面； ③ NH3在催化剂面上吸附；
④ 气态NOX与催化剂表面吸附的NH3进行反应；
⑤ 反应生成物N2、H2O在催化剂表面上脱附； ⑥ 生产物通过催化剂的毛细管扩散到催化剂颗粒的外表面；
⑦ N2、H2O从颗粒外表面穿过气膜扩散到主气流中。
有效扩散系数 De 的计算
对于气体来说，孔扩散可分为三种：
努森扩散 （ Kundsen ） 分子扩散（bulk diffusion） 表面扩散（surface diffusion）