燕山湖电厂SCR反应器原理.doc

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1、SCR反应器原理简介中电投远达环保工程有限公司编制人：脱硝技术原理一、 脱硝介绍由于炉内低氮燃烧技术的局限性，对于燃烧锅炉，采用改进燃烧技术可以达到一定的除NOx效果，但脱除率一般不超过60%。使得NOx的排放不能达到令人满意的成都，为了进一步降低NOx的排放，必须对进行燃烧后的烟气进行脱硝处理。目前通行的烟气脱硝工艺，可大致分为干法、半干法和湿法3类。其中干法包括选择性非催化还原法（SNCR），选择性催化还原法（SCR）、电子束连合脱硫脱硝法；半干法有活性碳联合脱硫脱硝法；湿法有臭氧氧化吸收法等。就目前而言，干法脱硝占主流地位。其原因是：NOx和SO2相比，缺乏化学活性，难以被水溶液吸收；N

2、Ox经还原后成为无毒的N2和O2，脱硝的副产品便于处理；NH3对烟气中的NO可选择性吸收，是良好的还原剂。湿法与干法相比，主要缺点是装置复杂且庞大；排水还要处理，内衬材料腐蚀，副产品处理较难，电耗大（特别是臭氧法）。二、 SCR原理简介 SCR选择性催化还原法脱硝技术是用氨催化还原促使烟气中的NOx大幅度净化的方法（通常在低NOx燃烧基础上的后处理）以满足日趋严格的NOx的排放标准，是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。SCR的发明权属于美国，而日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用，目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。日本有93%以上的废气脱硝采用SCR，运行装置超过300套

3、。德国于20世纪80年代引进该技术，并规定发电量50MW以上的电厂都得配备SCR装置。台湾有100套以上的SCR装置在运行，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达90%以上），运行可靠，便于维护等优点。 SCR 技术原理为：在催化剂作用下，向温度约280420 的烟气中喷入氨，将NOX还原成N2和H2O。其主要反应如下： 4NO+4NH34N2+6H2O 6NO+4NH35N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O 2NO2+4NH33N2+6H2O反应器如图1所示：三、 工艺流程SCR装置的流程如图2、图3所示，主要由氨气供应存储系统、空气系统、烟气均不装

4、置、SCR反应器，吹灰气和烟气挡板等组成。液氨由槽车运送到液氨存储罐，液氨储蓄槽输出的液氨在蒸发器内蒸发为氨气，并将氨气加热到常温后，送到氨气缓冲罐中备用。氨气缓冲罐的氨气经调压阀减压后，通过喷氨格栅的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静态混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且与氨气充分混合的烟气流经SCR反应器的催化层时，氨气与NOx发生催化氧化还原反应，将NOx还原为无害的N2和H2O。NH3与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂(如V2O5-TiO2)的反应器，NOx与NH3在其中发生还原反应，生成N2和H2O。反应器中的催化剂分上下多层(一般为34层)有序放置。该方法存在以下问

5、题：催化剂的时效和烟气中残留的氨。为了增加催化剂的活性，应在SCR前加高校除尘器。残留的氨与SO2反应生成(NH4)2SO4, NH4HSO4很容易对空气预热器进行粘污，对空气预热器影响很大。在布置SCR的位置是我们应多反面考虑该问题。四、SCR反应器的布置方式 目前主要布置方式有：高含尘烟气段布置、低含尘烟气段布置及尾部烟气段布置。我公司采用的是高含尘烟气段布置方式。反应器置于空气预热器之前是高含尘烟气段布置,这种方式的优点在于烟气能直接满足反应温度。但是,高含尘烟气易堵塞催化剂微孔,烟气中的砷还会导致催化剂中毒而失活。五、 催化剂介绍 催化剂是SCR技术的核心，其形状一般为板式或蜂窝式。我

6、公司SCR中使用的催化剂为蜂窝式。由于蜂窝式催化剂优良的耐久性、耐腐性、高可靠性，高反复利用率、低压降，故使用的较广泛。常用的催化剂主要成分为V2O5/TiO2。蜂窝式催化剂的断面尺寸一般为：150 mm150 mm；长度400 mm1000 mm。SCR装置的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命。其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂的失活分为物理失活和化学失活。典型的SCR催化剂化学失活主要是碱金属（如Na、K、Ca等）和重金属（如As、Pt、Pb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、KaO等）中和催化剂表面的SO3生成硫化物而造成催化剂中毒

7、。砷中毒是废气中的三氧化二砷与催化剂结合引起的。催化剂物理失活主要是指高温烧结、磨损和固体颗粒沉积堵塞而引起催化剂活性破坏。SCR系统所出现的磨损和堵塞可以通过反应器的优化设计（设置自动的导流叶片装置，倒转氨的喷射方向使之与流动方向相反）加以缓解。如果废气中有粉尘，为了保证催化剂表面的洁净，在反应器中安装吹灰器是很有必要的。我公司使用的为耙式吹灰器。 如果废气中含有能使催化剂中毒的固体颗粒物，则废气需进行预处理，比如采用静电除尘、加入脱砷剂等，去除催化剂毒物级固体颗粒物，避免催化剂中毒。 不同的催化剂具有不同的适用温度范围。当反应温度低于催化剂的适用温度范围下限时，在催化剂上会发生副反应，NH3与SO3和H2O反应生成（NH4）2SO4或NH4HSO4，减少与NOx的反应，生成物附着在催化剂表面，堵塞催化剂的通道和微孔，降低催化剂的活性。另外，如果反应温度高于催化剂的适用温度，催化剂通道和微孔发生变形，导致有效通道和面积减少，从而使催化剂失活。温度越高催化剂失活越快。 根据催化剂的适用温度范围，SCR工艺可分为高温（345590）、中温（260450）和低温工艺（150280）。