(2007-08-11 22:03:08)
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催化剂SCR（选择性催化还原）脱硝技术
SCR（选择性催化还原）脱硝技术是指在催化剂的存在下，还原剂（无水氨、氨水或尿素）与烟气中的NOx反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。
SCR脱硝技术与其它技术相比，脱硝效率高，技术成熟，是工程上应用最多的烟气脱硝技术。SCR系统的脱硝效率约为80～90%。
1 化学反应原理
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+6H2O
6NO + 4NH3 → 5N2+6H2O
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2 SCR系统组成
SCR脱硝系统由三个子系统组成：SCR反应器及辅助系统，氨储存及处理系统，氨注入系统。
SCR工艺流程：还原剂 (氨) 用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中反应，去除NOx。
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SCR烟气脱硝系统热面高灰布置工艺流程示意图
3 SCR技术参数
1) 脱硝效率
脱硝效率=（NOx入口-NOx出口）/NOx入口
2) 氨氮摩尔比NSR（ Normalized Stoichiometric Ratio）
NSR=NH3摩尔数/NOx摩尔数
3) 还原剂额定消耗量
额定负荷下，每小时还原剂的消耗量
4) 最大NH3逃逸量
经过脱硝反应器后残留在烟气或飞灰中未反应的还原剂氨
5) 空速SV（h-1）
烟气流量与催化剂体积之比
6) 催化剂寿命
催化剂从开始使用到需要更换的累计运行时间
4 还原剂的选择
还原剂类型
优点
缺点
建议
水氨
还原剂和蒸发成本最低；体积小。
安全问题；为防止污染，设备投资高。
在危险管理许可的条件下，可以使用。
氨水
如果溢出，蒸汽浓度较低。
相对无水氨，还原剂成本高2～3倍；蒸发能量大约高10倍；较高的储存设备成本；较大的注入管道。
考虑到无水氨危险性，可以使用。
尿素
没有溢出危险。
相对无水氨，成本高3～5倍；更高的蒸发能量；更高的储存设备成本；较大的注入管道。
法规不允许使用氨的情况下，推荐使用。
5 催化剂
1) 催化剂分类
SCR催化剂可以根据原材料、结构、工作温度、用途等标准进行不同的分类。
按原材料催化剂分为铂系列、钛系列、钒系列及混合型系列。最初的催化剂为铂系列催化剂，由于铂系列催化剂价格昂贵，对灰分要求高，在电厂烟气SCR脱硝技术中已停用。目前的SCR催化剂一般为使用TiO2载体的V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物。催化剂的这些主要成分占99％以上, 其余微量组分对催化剂性能也起到重要作用。所有催化剂成分的具体含量均为催化剂厂商的保密值。
按结构催化剂分为板式、波纹式和蜂窝式。板式催化剂为非均质催化剂，以玻璃纤维和TiO2为载体，涂敷V2O5和WO3等活性物质，其表面遭到灰分等的破坏磨损后，不能维持原有的催化性能，催化剂再生几乎不可能。波纹式催化剂为非均质催化剂，以柔软纤维为载体，涂敷V2O5和WO3等活性物质，催化剂表面遭到灰分等的破坏磨损后，不能维持原有的催化性能，催化剂再生不可能。蜂窝式催化剂属于均质催化剂, 以TiO2、V2O5、WO3为主要成分，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面遭到灰分等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，催化剂可以再生。全世界大部分燃煤发电厂（95％）使用蜂窝式和板式催化剂，其中蜂窝式催化剂由于其强耐久性、高耐腐性、高可靠性、高反复利用率、低压降等特性，得到广泛应用。从目前已投入运行的SCR看，75%采用蜂窝式催化剂，新建机组采用蜂窝的比例也基本相当。
按载体材料催化剂分为金属载体催化剂和陶瓷载体催化剂；陶瓷载体催化剂耐久性强、密度轻，是采用最多的催化剂载体材料。此外，陶瓷载体的主要成分为董青石，高岭土中蕴藏着丰富的茵青石原料，在我国有丰富的资源，价格相对较低。
按工作温度催化剂分为高温型和低温型。高温型催化剂以TiO2、V2O5为主要成分，适用工作温度为280～400℃，适用于燃煤电厂、燃重油电厂和燃气电厂。低温型催化剂以TiO2、V2O5、MnO为主要成分，适用工作温度为＞180℃，已用于燃油、燃气电厂，韩国进行了燃煤电厂的工业应用试验。
按用途催化剂分为燃煤型和燃油、燃气型。燃煤和燃油、燃气型催化剂的主要区别是蜂窝内孔尺寸，一般燃煤＞5mm，燃油、燃气＜4mm。
2) 催化剂成分
V2O5，WO3，TiO2，其他.
3)催化剂性能要求
(1) 适应温度范围广
(2)NOx去除率高
(3)SO2抵抗力强
(4)SO2/SO3转化率低
(5)对灰分及热冲击力的抵抗力强
(6)压力损失（阻力）低
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