理论脱硝催化剂体积计算

SCR 设计计算入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。

1. 基本的设计计算锅炉的蒸汽量：220t/h锅炉的烟气量：200000Nm3/h功率 B MW =60MW反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³；反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³；反应摩尔比常数 ASR =0.803。

理论催化剂体积计算：式中，catalyst Vol —理论催化剂体积，ft 3 adj η—调整效率，得：0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= sdjslip —调整氨逃逸率， 得：1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28= XadjNO —调整NO X 浓度， 得：0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3，得：0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度，F ， 得：5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯得： 理论催化剂断面面积计算，得： 反应器断面面积计算，得：设反应器长L=3m ，则： W —反应器宽，得： 催化剂层数计算，得： 取圆整层为3层。

单层催化剂高度计算，得：反应器催化层数计算式中，total n —催化剂总层数 emptyn —预留催化剂层数，取1 得：反应器总高度计算，得：32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=。

脱硝催化剂体积如下：
脱硝催化剂体积的大小因其应用场景、材质和设计要求不同而有所变化，无法一概而论。

在实际应用中，需要根据具体的工艺流程、排放标准和设备性能等因素进行计算和确定。

通常情况下，脱硝催化剂体积较大，需要占用一定的场地，并且需要定期更换，因此在设计和使用时需要进行充分考虑，确保其达到预期的减排效果并具有较好的经济性和可行性。

如果您有具体的脱硝催化剂技术参数，我可以帮您计算出其体积大小。

1 / 3SCR 设计计算入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。

1. 基本的设计计算1.1.1基本设计计算锅炉的蒸汽量：220t/h锅炉的烟气量：200000Nm3/h功率 B MW =60MW反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³；反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³；反应摩尔比常数 ASR =0.803。

理论催化剂体积计算：2.81adjcatalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯式中，catalyst Vol —理论催化剂体积，ft 3adj η—调整效率，得：0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= sdj slip —调整氨逃逸率，得： 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28=2 / 3Xadj NO —调整NO X 浓度，得： 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3，得：0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度，F ， 得：5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯1.068=得：理论催化剂断面面积计算，得：反应器断面面积计算，得：设反应器长L=3m ，则：W —反应器宽，得：催化剂层数计算，得： 32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCRT Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=216607400516607.17catalyst qA m =⨯=⨯=SCR catalyst1.151.157.1728.25A A m ==⨯=SCR8.2532.75A w l m===catalystlayer layer catalyst'17.23.10.3057.172.54Vol n h A =⨯=⨯⨯=3 / 3取圆整层为3层。

1 / 3SCR 设计计算入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。

1. 基本的设计计算1.1.1基本设计计算锅炉的蒸汽量：220t/h锅炉的烟气量：200000Nm3/h功率 B MW =60MW反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³；反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³；反应摩尔比常数 ASR =0.803。

理论催化剂体积计算：2.81adjcatalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯式中，c a t a l y V o l —理论催化剂体积，ft 3adj η—调整效率，得：0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= s d j s l i p —调整氨逃逸率，得： 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28=2 / 3X a d j NO —调整NO X 浓度，得：0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3， 得：0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度，F ， 得：5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯1.068=得：理论催化剂断面面积计算，得：反应器断面面积计算，得：设反应器长L=3m ，则：W —反应器宽，得：催化剂层数计算，得： 32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adjcatalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=216607400516607.17catalyst qA m =⨯=⨯=SCR catalyst1.151.157.1728.25A A m ==⨯=SCR8.2532.75A w l m===catalystlayer layer catalyst'17.23.10.3057.172.54Vol n h A =⨯=⨯⨯=3 / 3取圆整层为3层。

有一日产2500吨水泥熟料生产线，已知窑尾烟气量V0=280 000Nm3/h（温度T0,压力P0,密度ρ,0，各物质体积分数：y co2,y N2,y H2O,y O2,…），NO X含量800mg/Nm3(NO占92.5%,NO2占7.5%)。

计划才采用SNCR技术经行烟气脱硝，脱硝率η＝60%，脱硝剂采用ω＝25%氨水（相对密度0.9070,），基准态下氨的逃逸率γ=5ppm。

问（1）正常运行下每小时氨水用量；（2）正常运行下能耗增加量，（假定原煤热值5500kCal/kg）。

解：（1）主反应方程式表达式：副反应方程式表达式：假定氨水输送过程中没有损失，氨水全部气化，氨气在窑尾气中按气体比例发生式—（1）、式—（2）反应，无其他副反应发生。

理论氨水用量计算：方法一、化学方程式法①NO X排放量计算：合每小时NO X排放224千克NO排放量M NO＝224kg/h×92.5%＝207.2kg/hNO2排放量M NO2＝224kg/h×7.5%＝16.8kg/h②NO X处理量计算：NO处理量M NO’＝ M NO×η＝207.2kg/h×60%＝124.32kg/h NO2处理量M NO2’＝ M NO2×η＝16.8kg/h×60%＝10.08kg/h③氨用量计算：参与NO反应氨用量计算参与NO2反应氨用量计算逃逸氨量计算m3＝V0×γ＝280 000Nm3/h×5mg/Nm3×10-6kg/mg＝1.40kg/h理论氨用量m ＝m 1＋m 2 ＋m 3＝70.45kg/h+7.45kg/h ＋1.40 kg/h ＝79.30kg/h ④理论氨水用量计算M ＝m ÷ω＝79.30kg/h ÷25%＝317.20kg/h 方法二、公式法尾气中NO 、NO 2浓度计算800×92. 5%＝740mg/Nm 3 800×7.5%＝60mg/Nm 3理论NH 3/NO x 比计算 另K=n （NH3）/n (NOx)理论氨用量计算理论氨水用量计算小结：实际运行中，总会伴随副反应的发生，假定副反应氨损在5%，hkg M x V M M x V M k m NO NO NH NONONH /20.7910)46602800001723074028000017(61.0)2(6002233=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=-h kg M /80.316%2520.79W ==ω实际25%氨水用量在334kg/h左右，合0.37m3/h。

实例电厂烟气脱硝催化剂体积计算及脱硝设备选型
一、电厂烟气脱硝催化剂体积计算
烟气脱硝的催化剂体积计算可以采用一维体积计算法，通过确定脱硝
设备进出口烟气流量，求出脱硝设备尾气中NOx的目标浓度，以及满足目
标浓度的实际体积，从而确定相应烟气脱硝催化剂体积。

1.1脱硝流量计算
脱硝设备的设计流量，等于锅炉烟气排放量加上运行损失及其它补充
气体的总量，也就是：
Q(吨/小时)=Qb(吨/小时)+Qk(吨/小时)+Qn(吨/小时)
其中Qb为锅炉烟气排放量，Qk为运行损失量，Qn为其他补充气体量。

1.2NOx排放浓度目标技术标准
1.3实际体积计算
基于脱硝流量及NOx排放浓度目标，可以采取一维体积计算法，求出
满足NOx排放浓度要求的实际体积，即脱硝催化剂体积的确定方法，其计
算公式可表示如下：
V(立方米)=Q(Nm3/h)*tc(小时)*1.1/（4000*CN(ppm)）
其中Q为含氮气体的标况体积流量，tc为脱硝系统的滞留时间（一
般为2-3小时），CN为烟气出口的NOx排放浓度（ppm）。

催化剂反应过程 k/S V=-ln*(1-η/M)+ln[(1-η)/(1-η/M)]/K*NO*(1-M) k常数，表征催化剂的活性20 S V空间速度15η设计的脱硝效率82.82 M反应器进口的NH3/NO X摩尔比1 K NO X在催化剂表面的吸附系数
NO催化剂入口的NO X浓度524 k a/A V=-ln*(1-η/M)+ln[(1-η)/(1-η/M)]/K*NO*(1-M)
k a催化剂的面积活性
A V催化剂的面积速度，=S V*比表面积 2.092 SCR反应器截面尺寸估算A catalyst=q Vfluegas/3600*5
A catalyst催化剂横截面积，m218.334 q Vfluegas烟气流量，m3/h催化剂表面速度取 5m/s333792 A SCR反应器横截面积,m222催化剂体积估算V catalyst=q Vfluegas*ln*(1-η/M)/K catalys/βspecific
V catalyst催化剂估算体积，m343.8247η系统设计的脱硝效率，%0.828244 M NH3/NO X的化学摩尔比1 K catalys催化剂活性常数，m/h26.4252βspecific催化剂比表面积，m2/m3205 N layer催化剂层数 2.3925 h layer催化剂模块高度，m1 H反应器高度，m12
催化剂节距
P=d+t
P节距10mm
d孔径7mm
t内壁厚3mm。

混合脱硝工艺发挥了SNCR工艺投资省、SCR工艺脱硝效率高的优势，将SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术与SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应结合起来，进一步脱除NOx。

混合脱硝工艺以尿素作为吸收剂，是炉内一种特殊的SNCR工艺与一种简洁的后端SCR脱硝反应器有效结合。

二、反应过程CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2OCO（NH2）2+ H2O—>2NH3+CO2NO+NO2+2NH3—>2N2+3H2O4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O三、系统组成脱硝系统主要由还原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统、烟气系统、脱硝反应器、电气控制系统等几部分组成。

四、工艺流程还原剂—>锅炉/窑炉（反应器）—>脱硝反应器—>除尘脱硫装置—>引风机—>烟囱还原剂一般以尿素为主，尿素被溶解制备成浓度为50%的尿素溶液，经输送泵送至计量分配模块，与稀释水模块送过来的水混合，尿素溶液被稀释至10%，通过计量分配装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应，过量逃逸的氨随烟气进入炉后的脱硝反应器，在催化剂作用下，氨与氮氧化物发生化学反应，实现进一步的脱硝。

五、技术特点1、远远小于传统SCR系统成本即可达到85%的脱硝效率2、减少SCR催化剂的使用量从而减少SO2到SO3的转换3、SO2/SO3转化所引起的腐蚀和空预器阻塞问题小4、较SCR反应器小，具有更好的空间适用性5、脱硝系统阻力低，催化剂用量少，运行费用低6、无需尿素热解系统六、应用领域燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、焚化炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉等烟气脱硝。

以尿素为还原剂的SNCR装置在工程中有较多的应用，因此，以尿素做还原剂为例介绍SNCR工艺系统，如下图B1所示，SNCR系统主要设备都模块化进行设计，主要有尿素溶液储存与制备系统，尿素溶液稀释模块，尿素溶液传输模块，尿素溶液计量模块以及尿素溶液喷射系统组成，如图B2所示。