图6-1 典型火电厂SCR法烟气脱硝工艺流程图
脱硝工艺介绍
1脱硝工艺
图1 LNB、SNCR和SCR在锅炉系统中的位置
目前成熟的燃煤电厂氮氧化物控制技术主要包括燃烧中脱硝技术和烟气脱硝技术，其中燃烧中脱硝技术是指低氮燃烧技术（LNB），烟气脱硝技术包括SCR、SNCR和SNCR/SCR
1.1
联
80～90%
气在SCR催化剂的作用下将烟气中的NOx还原成N
2和H
2
O。SNCR/SCR联用工艺系统复杂，而
且脱硝效率一般只有50~70%。
三种烟气脱硝技术的综合比较见表1。
表1 烟气脱硝技术比较
烟气中，与烟气中的NOx混合后，扩散到催化剂表面，在催化剂作用下，氨气（NH
3
）将烟气
中的NO和NO
2还原成无公害的氮气（N
2
）和水（H
2
O）（图3-6）。这里“选择性”是指氨有选
择的与烟气中的NOx进行还原反应，而不与烟气中大量的O
2
作用。整个反应的控制环节是烟气在催化剂表面层流区和催化剂微孔内的扩散。
图2 SCR反应示意图
SCR反应化学方程式如下：
4NO + 4NH
3 + O
2
→ 4N
2
+ 6H
2
O （3-1）
2NO
2 + 4NH
3
+ O
2
→ 3N
2
+ 6H
2
O （3-2）
在燃煤烟气的NOx中，NO约占95%，NO
2
约占5%，所以化学反应式（3-1）为主要反应，实际氨氮比接近1:1。
SCR技术通常采用V
2O
5
/TiO
2
基催化剂来促进脱硝还原反应。脱硝催化剂使用高比表面积
专用锐钛型TiO
2作为载体，（钒）V
2
O
5
作为主要活性成分，为了提高脱硝催化剂的热稳定性、
机械强度和抗中毒性能，往往还在其中添加适量的WO
3、（钼）MoO
3
、玻璃纤维等作为助添
加剂。
催化剂活性成分V
2O
5
在催化还原NOx 的同时，还会催化氧化烟气中SO
2
转化成SO
3
（反
应
NH
4
。
后处理
2
）以
➢会增加锅炉烟道系统阻力900~1200Pa；
➢系统运行会增加空预器入口烟气中SO3浓度，并残留部分未反应的逃逸氨气，两者
在空预器低温换热面上易发生反应形成NH
4HSO
4
，进而恶化空预器冷端的堵塞和腐蚀，因此
需要对空预器采取抗NH
4HSO
4
堵塞的措施。
2.2S CR技术分类
烟气脱硝SCR工艺根据反应器在烟气系统中的位置主要分为三种类型（图3）：高灰型、低灰型和尾部型等。
1）高灰型SCR工艺：脱硝催化剂布置在省煤器和空预器之间，烟气中粉尘浓度和SO2含量高，工作环境相对恶劣，催化剂活性下降较快，需选用低SO
2
氧化活性、大节距、大体积催化剂，但烟气温度合适（300~400℃），经济性最高，是目前燃煤电厂烟气脱硝的主流布置形式。
2）低灰型SCR工艺：脱硝催化剂位于除尘器和脱硫设施之间，烟气中粉尘浓度低，但
SO
2含量高，可选用低SO
2
氧化活性、小节距、中体积催化剂，但为了满足催化剂反应活性
温度要求，需相应配置高温除尘系统，目前此项工艺仅在日本有所应用。
3）尾部型SCR工艺：脱硝催化剂位于脱硫设施后，烟气中粉尘浓度和SO2含量都很低，
2.3
喷氨格栅（AIG）喷人烟气中，与烟气混合后进入SCR催化反应器。液氨法在国内的运行业绩较多。
2）氨水法（图5）：通常是用25％的氨水溶液，将其置于存储罐中，然后通过加热装置使其蒸发，形成氨气和水蒸汽。可以采用接触式蒸发器法或采用喷淋式蒸发器法。氨水法对储存空间的需求较大，且运行中氨水蒸发需要消耗大量的能量，运行费用较高，国内业绩非常少。
3）尿素法：分为水解技术与热解技术。其中水解技术包括AOD法（由SiiRTEC NiGi 公司提供），U2A法（由Wahlco公司和Hammon公司提供，图6）和NOxOUT Ultra热解技
术（Fuel tech公司提供，图7）。目前在国内只有国电青山电厂采用了尿素水解技术，该脱硝机组已于2011年8月27日通过168h试运，但其技术经济性与稳定性还有待验证。热解技术在国内有部分运行业绩，如华能北京热电厂（4×830t/h锅炉）、京能石景山热电厂（4×670t/h锅炉）、华能玉环电厂（4×1000MW机组）等。相对液氨法尿素法制氨初投资及运行费用均较高。
图6 尿素水解制氨工艺流程图
图7 尿素热解制氨工艺流程图
三种还原剂的性能比较见表2：
储、卸车、制备、采购及运输路线方面尚无要求，但由于尿素需要使用专用设备热解或水
解制备氨气，设备投资成本高，而且尿素价格高，制氨过程中需要消耗大量的热量，运行成本高，所以在国内仅有少量的城市电厂因安全和占地等因素不得已使用尿素作为脱硝剂。虽然尿素制氨有水解和热解两种工艺，但由于水解法存在启动时间长、跟踪机组负荷变化的速度较慢、腐蚀严重等问题，国内使用尿素作为脱硝剂几乎全部采用尿素热解工艺作为制氨工艺。
3催化剂系统
3.1
3~7%）
范围为6.9~9.2mm，比表面积约410~539m2/m3，单位体积的催化剂活性高，相同脱硝效率下所用催化剂的体积较小，一般适合于灰含量低于30g/m3的工作环境（可用极限范围为50g/m3以内）。为增强催化剂迎风端的抗冲蚀磨损能力，通常上端部约10~20mm长度采取硬化措施。
➢平板式催化剂：以不锈钢金属筛板网为骨架，采取双侧挤压的方式将活性材料与金属板结合成型。其结构形状与空预器的受热面相似，节距6.0~7.0mm，开孔率达到80~90%，防灰堵能力较强，适合于灰含量高的工作环境。但因其比表面积小（280~350m2/m3），要达到相同的脱硝效率，需要体积数较大。此外采用板式催化剂设计的SCR 反应器装置，相对
