【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 空氣或煙氣混合，最后通過(guò)分配格柵噴入 SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。 在 SCR 反應(yīng)器內(nèi)， NO 通過(guò)以下反應(yīng)被還原： 4NO+4NH3+O2→ 4N2+6H2O 6NO+4NH3→5N 2+6H2O 當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí)，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與 NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。 在鍋爐的煙氣中， NO2 一般約占總的 NOX濃度的 5%， NO2參與的反應(yīng)如下： 2NO2+4NH3+O2→3N 2+6H2O 6 6NO2+8NH3→7N 2+12H2O 上面 兩個(gè)反應(yīng)表明還原 NO2 比還原 NO 需要更多的氨。 在絕大多數(shù)鍋爐煙氣中， NO2 僅占 NOX總量的一小部分，因此 NO2的影響并不顯著。 SCR 系統(tǒng) NOX 脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX 反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會(huì)增加，為了維持需要的 NOX脫除率，就必須增加反應(yīng)器中 NH3/NOX 摩爾比。 從新催化劑開始使用到被更換這段時(shí)間稱為催化劑壽命。 2） SCR系統(tǒng)組成及反應(yīng)器布置 在選擇 催化還原工藝中， NOx 與 NH3在催化劑的作用下產(chǎn)生還原。催化劑安放在一個(gè)固定的反應(yīng)器內(nèi)，煙氣穿過(guò)反應(yīng)器平行流經(jīng)催化劑表面。催化劑單元通常垂直布置，煙氣自上向下流動(dòng)。 SCR系統(tǒng)一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng) 、檢測(cè)控制系統(tǒng)等組成。 SCR 反應(yīng)器在鍋爐煙道中一般有三種不同的安裝位置，即熱段 /高灰布置、熱段 /低灰和冷段布置。 /高灰布置：反應(yīng)器布置在空氣預(yù)熱器前溫度為 350℃ 左右的位置，此時(shí)煙氣中所含有的全部飛灰和 SO2均通過(guò)催化劑反應(yīng)器，反應(yīng)器的工作條件是在 “ 不干 凈 ” 的高塵煙氣中。由于這種布置方案的煙氣溫度在 250～ 400℃ 的范圍內(nèi)，適合于多數(shù)催化劑的反應(yīng)溫度，因而它被廣泛采用。但是由于催化劑是在 “ 不干凈 ” 的煙氣中工作，因此催化劑的壽命會(huì)受下列因素的影響： ① 煙氣所攜帶的飛灰中含有 Na,Ca,Si,As 等成分時(shí)，會(huì)使催化劑“ 中毒 ” 或受污染，從而降低催化劑的效能。 7 ② 飛灰對(duì)催化劑反應(yīng)器的磨損。 ③ 飛灰將催化劑反應(yīng)器蜂窩狀通道堵塞。 ④ 如煙氣溫度升高，會(huì)將催化劑燒結(jié)，或使之再結(jié)晶而失效，如煙氣溫度降低， NH3會(huì)和 SO3反應(yīng)生成酸性硫酸銨，從而會(huì)堵塞催化反應(yīng)器通道和污染空 氣預(yù)熱器。 ⑤ 高活性的催化劑會(huì)促使煙氣中的 SO2 氧化 SO3，因此應(yīng)避免采用高活性的催化劑用于這種布置。 為了盡可能地延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，除了應(yīng)選擇合適的催化劑之外，要使反應(yīng)器通道有足夠的空間以防堵塞，同時(shí)還要有防腐措施。 /低灰布置：反應(yīng)器布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間，這時(shí)，溫度為 250～ 400℃ 的煙氣先經(jīng)過(guò)電除塵器以后再進(jìn)入催化劑反應(yīng)器，這樣可以防止煙氣中的飛灰對(duì)催化劑的污染和將反應(yīng)器磨損或堵塞，但煙氣中的 SO3始終存在。采用這一方案的最大問(wèn)題是，靜電除塵器無(wú)法在 250～ 400℃ 的溫度下正常 運(yùn)行，因此很少采用。 ：反應(yīng)器布置在煙氣脫硫裝置（ FGD）之后，這樣催化劑將完全工作在無(wú)塵、無(wú) SO2的 “ 干凈 ” 煙氣中，由于不存在飛灰對(duì)反應(yīng)器的堵塞及腐蝕問(wèn)題，也不存在催化劑的污染和中毒問(wèn)題，因此可以采用高活性的催化劑，減少了反應(yīng)器的體積并使反應(yīng)器布置緊湊。當(dāng)催化劑在 “ 干凈 ” 煙氣中工作時(shí)，其工作壽命可達(dá) 3～ 5 年（在“ 不干凈 ” 的煙氣中的工作壽命為 2～ 3 年）。這一布置方式的主要問(wèn)題是，當(dāng)將反應(yīng)器布置在濕式 FGD 脫硫裝置后，其排煙溫度僅為 50～60℃ ，因此，為使煙氣在進(jìn)入催化劑反應(yīng)器之前達(dá)到所需要的反應(yīng) 溫度，需要在煙道內(nèi)加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器，或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣，從而增加了能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用。 以上三種方案為 SCR 反應(yīng)器的基本布局方式，就現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備而言，一般要遵循以下布置原則 ： 8 ，建筑和設(shè)備的位置應(yīng)該按照需要的功能來(lái)布置，并考慮進(jìn)出方便、建造難易、操作、維護(hù)、和安全性。 SCR 反應(yīng)器，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間和現(xiàn)有設(shè)備系統(tǒng)的條件來(lái)決定。 SCR 反應(yīng)器留有適當(dāng)?shù)目臻g，用來(lái)設(shè)置過(guò)道，便于催化劑模塊的安裝和操作。 。 ，所有的主要通道能允許叉式升降機(jī) 或 鏟車 )通行，并考慮其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑。 對(duì)于一般燃油或燃煤鍋爐，其 SCR 反應(yīng)器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間，因?yàn)榇藚^(qū)間的煙氣溫度剛好適合 SCR 脫硝還原反應(yīng)，氨被噴射于省煤器與 SCR 反應(yīng)器間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣充分混合后在反應(yīng)器內(nèi)與氮氧化物反應(yīng)， SCR系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)行業(yè)績(jī)的脫硝效率約為 60%～ 80%。 SNCR 煙氣脫硝技術(shù) 選擇性催化還原脫除 NOX的運(yùn)行成本主要受催化劑壽命的影響，一種不需要催化劑的選擇性還原過(guò)程或許更加誘人，這就是選 擇性非催化還原技術(shù)。該技術(shù)是用 NH尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與 NOX進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑 ，而且還需要一定的停留時(shí)間 。還原劑噴入爐膛溫度為 850～ 1100℃ 的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成 NH3 并與煙氣中的 NOX進(jìn)行 SNCR 反應(yīng)生成N2，該方法是以爐膛為反應(yīng)器。 研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛 850～ 1100℃ 這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無(wú)催化劑作用下， NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的 NOX， 9 基本上不與煙氣中的 O2作用，據(jù)此發(fā)展了 SNCR 法。在 850～ 1100℃范圍內(nèi)， NH3或尿素還原 NOX的主要反應(yīng)為： NH3 為還原劑 4NH3+4NO+O2→4N 2+6H2O 尿素為還原劑 NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N 2+CO2+H2O 當(dāng)溫度高于 1100℃ 時(shí) , NH3 則會(huì)被氧化為 4NH3+5O2→4NO+6H 2O 不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。 NH3的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為 850～ 1100℃ 。當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，由于氨的分解會(huì)使 NOx還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過(guò)低時(shí)，氨的逃逸增加，也會(huì)使 NOx 還原率降低。 NH3 是高揮發(fā)性和有毒物質(zhì)，氨的逃逸會(huì)造成新的環(huán)境污 染。 引起 SNCR 系統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點(diǎn)煙氣溫度低影響了氨與 NOx的反應(yīng) ； 另一種可能是噴入的還原劑過(guò)量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效的部位，因?yàn)?NOx 在爐膛內(nèi)的分布經(jīng)常變化，如果噴入控制點(diǎn)太少或噴到爐內(nèi)某個(gè)斷面上的氨分布不均勻，則會(huì)出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。在較大的燃煤鍋爐中，還原劑的均勻分布則更困難，因?yàn)檩^長(zhǎng)的噴入距離需要覆蓋相當(dāng)大的爐內(nèi)截面。為保證脫硝反應(yīng)能充分地進(jìn)行，以最少的噴入 NH3 量達(dá)到最好的還原效果，必須設(shè)法使噴入的 NH3 與煙氣良好地混合。若噴入的 NH3 不充分反應(yīng)，則逃逸的 NH3 不僅會(huì)使煙氣中的飛灰