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選擇性催化還原法 又名:SelectiveCatalyticReduction,SCR

選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)是指在催化劑的作用下,利用還原劑(如NH3、液氨、尿素)來“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無毒無污染的N2和H2O。首先由美國(guó)的Engelhard公司發(fā)現(xiàn)并于1957年申請(qǐng)專利,后來日本在該國(guó)環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下,成功研制出了現(xiàn)今被廣泛使用的V2O5/TiO2催化劑,并分別在1977年和1979年在燃油和燃煤鍋爐上成功投入商業(yè)運(yùn)用。SCR技術(shù)對(duì)鍋爐煙氣NOx控制效果十分顯著、技術(shù)較為成熟,目前已成為世界上應(yīng)用最多、最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。合理的布置及溫度范圍下,可達(dá)到80~90%的脫除率。在我國(guó),利用SCR進(jìn)行煙氣脫硝的工作才剛剛起步。

   1.SCR法的基本原理

  在SCR脫硝過程中,通過加氨可以把NOx轉(zhuǎn)化為空氣中天然含有的氮?dú)?N2)和水(H2O),其主要的化學(xué)反應(yīng)如下:

  4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (5-1)

  6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O (5-2)

  6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (5-3)

  2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O (5-4)

  在沒有催化劑的情況下,上述化學(xué)反應(yīng)只在很窄的溫度范圍內(nèi)(850~1100℃)進(jìn)行,采用催化劑后使反應(yīng)活化能降低,可在較低溫度(300~400℃)條件下進(jìn)行。而選擇性是指在催化劑的作用和氧氣存在的條件下,NH3優(yōu)先與NOx發(fā)生還原反應(yīng),而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)。目前國(guó)內(nèi)外SCR系統(tǒng)多采用高溫催化劑,反應(yīng)溫度在315~400℃。

  2.SCR脫硝系統(tǒng)

  在選擇性催化還原系統(tǒng)中,一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨和空氣的混和系統(tǒng)、氨噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等組成,對(duì)火電廠來說,SCR反應(yīng)器一般安裝在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間,此處為高粉塵高溫布置,此區(qū)間的煙溫利于SCR脫硝還原反應(yīng),氨則噴射于省煤器與SCR反應(yīng)器之間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置,使其與煙氣混合后通過催化劑在反應(yīng)器內(nèi)與NOx反應(yīng)。催化劑安放在一個(gè)像固體反應(yīng)器的箱體內(nèi)。催化劑單元通常垂直布置,煙氣由上向下流動(dòng)。

  SCR技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

 ?、貼Ox脫除效率高

  據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載及工程實(shí)例監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),SCR法一般的NOx脫除效率可維持在70%-90%,一般的NOx出口濃度可降低至100mg/m左右,是一種高效的煙氣脫硝技術(shù)。

 ?、?span id="acvplhb" class='hrefStyle'>二次污染

  SCR法的基本原理是用還原劑將NOx還原為無毒無污染的N2和H2O,整個(gè)工藝產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)很少。

  ③技術(shù)較成熟,應(yīng)用廣泛

  SCR煙氣脫硝技術(shù)已在發(fā)達(dá)國(guó)家得到較多應(yīng)用。如德國(guó),火力發(fā)電廠的煙氣脫硝裝置中SCR法大約占95%。在我國(guó)已建成或擬建的煙氣脫硝工程中采用的也多是SCR法。

 ?、芡顿Y費(fèi)用高,運(yùn)行成本高

  以我國(guó)第一家采用SCR脫硝系統(tǒng)的火電廠—福建漳州后石電廠為例,該電廠600MW機(jī)組采用日立公司的SCR煙氣脫硝技術(shù),總投資約為1.5億人民幣。除了一次性投資外,SCR工藝的運(yùn)行成本也很高,其主要表現(xiàn)在催化劑的更換費(fèi)用高、還原劑(液氨、氨水、尿素等)消耗費(fèi)用高等。


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