SCR锅炉烟气脱硝

附件二、锅炉烟气S C R脱硝一、SCR工艺原理

利用选择性催化还原（SCR）技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法是当前世界上脱氮工艺的主流。选择性催化还原法是利用氨（NH3）对NO X的还原功能，使用氨气（NH3）作为还原剂，将一定浓度的氨气通过氨注入装置（AIG）喷入温度为280℃-420℃的烟气中，在催化剂作用下，氨气（NH3）将烟气中的NO和NO2还原成无公害的氮气（N2）和水（H2O），“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应，在这里只选择NO X还原。其化学反应式如下：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

副反应主要有：

2SO2+O2→2SO3

催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NO X脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。

脱硝反应是在反应器内进行的，反应器布置在省煤器和空气预热器之间。反应器内装有催化剂层，进口烟道内装有氨注入装置和导流板，为防止催化剂被烟尘堵塞，每层催化剂上方布置了吹灰器。

二、脱硝性能要求及工艺参数

1、性能要求

采用SCR脱硝技术时，脱硝工程应达到下列性能指标：

NO X排放浓度控制到200mg/Nm3以下，总体脱硝效率约80%；

氨逃逸浓度不大于3uL/L;

SO2/SO3转化率小于1.0%；

2、工艺参数

脱硝工艺的设计参数见表

流程图

3、高灰型

SCR脱硝系

统

采用高

灰型SCR工艺时，250~390℃的烟气自锅炉省煤器出口水平烟道引入，进入SCR脱硝装置入口上升烟道，经氨喷射系统喷入烟道的NH3与烟气混合后，在催化剂作用下，将NO X还原成N2和H2O，脱硝后的干净烟气离开SCR装置，进入空气预热器，回到锅炉尾部烟道。

高灰型SCR脱硝系统包括烟道接口、烟道、挡板、膨胀节、氨气制备与供应、氨喷射器、导流与整流、反应器壳体、催化剂、吹灰器、稀释风机、在线分析仪表及控制系统等部件，归纳起来可分为催化剂系统、反应器系统、氨供应与喷射系统及电气热控系统等几个部分。

燃料特性决定了高灰型SCR催化剂的运行条件，直接影响到相关设备的工艺选型和设计，锅炉烟气中的飞灰含量、飞灰粒度粗、硬度大，堆积角较小，碱土金属氧化物（CaO与MgO）含量等，将是工艺选型的主要考虑因素。

3.1催化剂系统

SCR脱硝普遍采用氧化钛基催化剂，根据外观形状可分为蜂窝式、板式与波纹式三种。这些催化剂的矿物组成比较接近，都是以TiO2（含量约80~90%）作为载体，以V2O5（含量约1~2%）作为活性材料，以WO3或MoO3（含量约占3~7%）作为辅助活性材料，具有相同的化学特性，但外观形状的不同导致物理特性存在较大差异。

三种类型催化剂的加工工艺不同，但其化学特性接近，都能够满足不同级别的脱硝效率要求，并有大量的应用业绩。为了加强不同类型催化剂的互换性及装卸的灵活性，均将催化剂单体组装成标准化模块尺寸。蜂窝式催化剂为了提高飞灰的抗冲蚀能力，通常将约20mm高度的迎风端采取固化措施。

催化剂是一种陶制品，具有表面粗糙、微孔多及易碎特点。受烟气及飞灰的影响，催化剂活性随运行时间逐渐降低：运行初期，惰化速率最快；超过2000小时候，惰化速率趋缓。

3.2反应器系统

SCR反应器系统包括接口烟道、灰斗、膨胀节、挡板门、氨气混合烟道、旁路烟道、反应器壳体、内部支撑、吹灰器、及保温材料等。

一台锅炉布置一个SCR反应器。

3.3氨公用系统

SCR脱硝采用液氨作为还原剂，厂区内需建设液氨储存、制备与供应相结合的公用系统。氨区需有两个液氨储罐、两台液氨蒸发器、一个气氨缓冲罐。

3.4氨喷射混合系统

从气氨缓冲槽出来的氨气经流量调节阀之后，进入每台反应器前的氨与稀释空气混合器内混合。充分混合的氨/气经由喷氨格栅进入SCR上升烟道内，在烟气扩散和静态混合器湍流的作用下，氨气与烟气中的NO混合，并在催化剂的作用下进行还原脱销反应。

3.5电气系统

烟气脱销SCR工程所有的厂用电负荷均为低压。脱硝负荷就近分别接入380/220V 厂内电源，不再设独立的脱销配电装置。对于关键的控制电气元件，采用双电源。脱销所需电源主要分为氨区公用与反应器区两部分：

氨区公用系统用电包括卸氨压缩机、液氨给料泵、污水泵、检修、照明及热工等，需要1面MCC热控电源柜，所有相关电气系统必须采用防火防爆型。

脱硝反应器区域用电包括稀释风机、蒸汽吹灰器、催化剂吊车、检修、照明、热工等，每台锅炉的SCR装置需配备两面MCC热控电源柜。

脱硝系统设独立的避雷措施，区域内的接地网纳入厂区电气接地网，对现有网络没有负面影响。

3.6控制系统

烟气脱销装置的控制包括氨区公用系统与反应器区域两部分，根据机组负荷、在线监测的NOx浓度及脱销效率要求等，对气氨的制备及供应进行自动控制，并对关键参数进行检测：

机组的SCR脱硝新增控制I/O点，当前主要采用DCS与PLC相结合的控制方式。反应器区域的控制可纳入机组DCS或单独设置，吹灰控制纳入吹灰上位机；氨区公用系统可采用PLC控制，并将信号远传到机组DCS，卸氨过程采用就地操作盘控制。