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        SCR脫硝技術

        SCR技術是還原劑(NH3、尿素)在催化劑作用下,選擇性地與NOx反應生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,故稱為“選擇性”

        發布時間:2020-05-04

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        一、SCR系統工藝說明

        在眾多的脫硝技術中,選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率高,為成熟的脫硝技術,目前已成為國內外電站脫硝廣泛應用的技術。

        SCR技術是還原劑(NH3、尿素)在催化劑作用下,選擇性地與NOx反應生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,故稱為“選擇性”。主要反應如下:

          對于SCR工藝,選擇的還原劑有尿素、氨水和純氨。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解,然后將溶液泵送到熱解爐中,在高溫的條件下尿素與水反應生成氨氣;氨水法,是將25%的含氨水溶液通過加熱裝置使其蒸發,形成氨氣和水蒸汽;純氨法是將液氨在蒸發槽中加熱成氨氣,然后與稀釋風機的空氣混合成氨氣體積含量為5%的混合氣體后送入煙氣系統。

         二、工藝流程圖

             三、SCR工藝影響因素

        在SCR系統設計中,重要的運行參數是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。

        煙氣溫度是選擇催化劑的重要運行參數,催化反應只能在一定的溫度范圍內進行,同時存在催化的溫度,這是每種催化劑特有的性質,因此煙氣溫度直接影響反應的進程;如本工程選擇的催化劑,可在煙溫300~400℃之間運行,低于低限溫度或高于高限溫度運行,催化劑就都會失活。

        煙氣流速直接影響 NH3與 NOx的混合程度,需要設計合理的流速以保證 NH3與 NOx充分混合使反應充分進行,流速的選擇應避免煙灰在催化劑上的積累,并且要避免對催化劑的磨損,對于燃煤機組高塵布置的情況。

        反應需要氧氣的參與,當氧濃度增加催化劑性能提高,直到達到漸近值。

        氨逃逸是影響SCR系統運行的另一個重要參數,實際生產中通常是多于理論量的氨被噴射進入系統,反應后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸,NOx脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加,在某一個氨逃逸量后達到一個漸進值;一般要求氨逃逸不大于3ppm。

        四、SCR工藝催化劑的選擇


         SCR 系統中的重要組成部分是催化劑,各種催化劑活性成分均為WO3和V2O5。當前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網格為基材負載上含有活性成份的載體壓制而成;蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成份混合物整體擠壓成型;波紋狀催化劑外形如起伏的波紋,從而形成小孔。

         催化劑的比表面積是單位體積的催化劑的幾何表面積。蜂窩式催化劑的比表面積比板式催化劑大。由于脫硝反應是氣相反應,需要大量的反應面積。在同樣的煙氣條件下,比表面積大就表示所需要的催化劑體積量少,反應器尺寸和相應的鋼結構也較小。但蜂窩催化劑的單位價格較高,盡管體積數較小,總投資仍然較高。

         蜂窩式催化劑的相鄰蜂窩孔隙的中心距,即節距。節距的大小取決于煙氣中的含塵量。高粉塵含量時選擇大節距的結構,以減少催化劑被粉塵堵塞的發生。由于制造工藝的原因,蜂窩式催化劑可以在不改變催化劑外部尺寸的情況下,較容易地改變節距,適應不同的應用場合。但由于蜂窩催化劑與煙氣接觸的邊界較多,因而比板式催化劑更容易堵塞。

         板式催化劑是以不銹鋼金屬網作為中心支撐體,再在外面覆蓋上催化劑活性成分。蜂窩形催化劑是以催化劑活性成分與承載材料混合壓制而成的。所以板式催化劑的強度比蜂窩式催化劑高。這樣板式催化劑抗煙氣中的灰粒子的沖刷能力較強。對于蜂窩催化劑,在催化劑入口后區段內,煙氣形成層流,磨損較小,可以忽略。同時越接近催化劑的壁面,煙氣的速度越低,磨損越輕。所以,可以在催化劑入口部分加以硬化處理以提供更進一步的保護,抗磨能力可大大提高。但這樣處理會提高相當程度的造價。



         
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