烟气净化SCR还原脱销技术(经典实用)

选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝技术摘要：选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术以其高效的特点在国外得到了普遍的应用。

本文概述了SCR法的基本原理、催化剂的分类及成型布置方式、SCR 系统在电站锅炉系统中的布置方式、系统的构成和主要装置设备以及工程应用中常见的问题和解决办法。

分别以飞灰、飞灰与Al2O3混合、堇青石蜂窝陶瓷的Al2O3涂层作为载体，担载CuO、Fe2O3等金属氧化物作为活性成分进行活性测试，在实验室理想气体条件下具有较高的效率。

关键词：选择性催化还原，催化剂，SCR系统，飞灰1. 引言NO和NO2是人类活动中排放到大气环境的大量常见的污染物，通称NOx。

酸雨主要由大气污染物如硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机化合物所导致。

因为其对土壤和水生态系统所带来的变化是不可逆的，它的影响极其严重。

NOx对大气环境的污染除了其本身的危害之外，还由于它们参与光化学烟雾的生成而受到人们的特别关注。

固定源氮氧化物排放控制技术主要有两类：燃烧控制和燃烧后控制。

燃烧控制的手段主要包括低过量空气燃烧、烟气再循环、燃料再燃烧、分级燃烧和炉膛喷射等；燃烧后脱硝的措施包括湿法和干法[1]。

而在干法中，选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝技术具有高效率的特点，目前最高的脱硝效率能达到95%以上，因此在世界范围内得到了十分广泛的应用。

SCR烟气脱硝系统最早由七十年代晚期在日本的工业锅炉机组和电站机组中得到应用。

到目前为止已经有170多套的SCR装置在日本的电站机组上运行，其总装机容量接近100,000MW。

在欧洲，SCR技术于1985年引入，并得到了广泛的发展。

电站机组的总装机容量超过60，000MW[2]。

在美国，最近五到十年以来，SCR系统得到十分广泛的应用。

为适应更高的排放标准，SCR已经被作为最好的可以利用的技术。

此外在丹麦、意大利、俄罗斯、澳大利亚、韩国、台湾等国家和地区都建立了一些SCR的脱硝装置。

我国福建某电厂也曾引进该装置和技术。

SCR烟气脱硝技术选择性催化还原法烟气脱硝技术（Selective Catalytic Reduction，SCR）是指在一定温度和催化剂的作用下，“有选择性”地与烟气中的NO x反应并生成无毒无污染的N2和H2O。

还原剂可以是碳氢化物（如甲烷、丙烯）、NH3、尿素等。

工业应用的主要是氨水（25%）、液氨，其次是尿素。

SCR反应原理首先由ENGELHARD公司发现并于1957年申请专利，后来日本成功研制出了现今被广泛使用的V2O5/TiO2催化剂，并分别在1977年和1979年在燃油和燃煤锅炉上成功投入商业运用。

1975年日本Shimoneski 电厂建立了第一个SCR系统的示范工程，日本大约有170套装置，接近100GW容量。

在欧洲有大约120多套SCR装置。

我国明确规定自2004年1月1日开始执行新的《火电厂污染物排放标准》GB13223-2003，强化NO x排放控制，以后建设的火力发电锅炉必须预留烟气脱硝装置空间。

新建电厂应严格按照环保“三同时”原则，进行脱硝建设，排放不得超过250mg/Nm3。

SCR烟气脱硝技术目前成为世界上应用最多、最成熟并且最有效的一种烟气脱硝技术。

SCR技术对锅炉烟气NO x控制效果十分显著，占地面积小，技术成熟，容易操作，可作为我国燃煤电厂控制NO x污染的主要手段之一。

但SCR技术消耗NH3和催化剂，目前我们使用的催化剂大多还是依赖国外产品，因此催化剂的费用通常占到SCR系统初始投资的一半左右，其运行成本很大程度上受催化剂寿命影响，因此存在运行费用高、设备投资大的缺点。

烟气脱硝采用的主要手段是干法，其原因是NO x与SO3相比，缺乏化学活性，难以被水溶液溶解吸收；而NO x经还原后成为无毒的N2和H2O，脱硝的副产物容易处理。

SCR和SNCR在大型燃煤电厂获得了较好的商业应用，其中SCR在全球范围内有数百台的成功应用业绩和十几年的运行经验，日本和德国95%的烟气脱硝装置采用SCR 技术，该方法技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染。

SCR烟气脱硝核心技术选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction）技术，简称SCR技术，是20世纪80年代初开始逐渐应用于工业锅炉和电站锅炉烟气脱硝的工艺，也是目前应用最广、最有成效的烟气脱硝技术。

SCR技术是在金属催化剂作用下，以NH3（或尿素）作为还原剂，将NO x还原成N2和H2O。

NH3不和烟气中的残余的O2反应，而如果采用H2、CO、CH4等还原剂，它们在还原NOx的同时会与O2作用，因此称这种方法为“选择性”。

SCR催化剂一般用使用TiO2作为载体的 V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物，其它组成结构的催化剂也已做了大量的实验研究，其催化性能不均。

对于氧化钒类（纯氧化钒或以铝土、硅土、氧化锆、氧化钛为载体）、纯的或担载的铁、铜、铬、锰的氧化物均已进行过深入的研究。

在沸石的多孔结构中引入过渡金属，构成如X、Y和ZSM-5离子交换沸石，对SCR催化活性具有改善。

大部分工业催化剂的载体采用TiO2或沸石等多孔结构，也有研究报导了使用活性碳和活性焦作为SCR催化剂的载体，并且在低温下具有较高的SCR活性。

SCR工艺的基本原理图如图,其主要反应方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O，该过程主要由以下步骤组成：①NO、NH3、O2自烟气扩散至催化剂的外表面；②NO、NH3、O2进一步向催化剂中的微孔表面扩散；③NO、NH3、O2在催化剂的微孔表面上被吸附；④被吸附的NO、NH3、O2反应转化成N2和H2O；⑤N2和H2O从催化剂表面上脱附下来；⑥脱附下来的H2O和N2从微孔内向外扩散到催化剂外表面；⑦ H2O和N2从催化剂外表面扩散到主流气体中被带走。

SCR系统主要由液氨存储与供应系统、氨/空气喷雾系统、SCR控制系统、SCR反应器、SCR的吹灰和输灰系统组成。

液氨由槽车运送到液氨贮槽，输出的液氨经氨蒸发器后变成气氨，将其送至气氨缓冲槽备用。

缓冲槽内的气氨经减压后送入气氨/空气混合器中，与来自稀释风机的空气混合后，通过喷氨隔栅(Ammonia Injection Grid, AIG)的喷嘴喷入烟气中并与之充分混合，继而进入催化反应器。

SCR和SNCR兑硝技术scF rn硝技术SCF装置运行原理如下：氨气作为兑硝剂被喷入高温烟气兑硝装置中, 在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H20其反应公式如下：催化剂？4N0 + 4NH3 +02—4N2 + 6H2O催化剂?N0 +N02 + 2NH3—2N2 + 3H20一般通过使用适当的催化剂，上述反应可以在200 C〜450 C的温度范围内有效进行，在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80〜90%勺脱硝效率。

？烟气中的NOx浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCF装置的催化剂一定是高性能。

因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。

烟气脱硝技术特点?SCR脱硝技术以其脱除效率高，适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。

在环保要求严格的发达国家例如德国, 日本, 美国, 加拿大, 荷兰, 奥地利, 瑞典, 丹麦等国SCR 脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。

根据发达国家的经验, SCR 脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。

图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图SCRI兑硝系统一般组成？图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图,SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。

？液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽, 再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCF反应器内部反应,SCR反应器设置于空气预热器前，氨气在SCR反应器的上方，通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合, 混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。

SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx摩尔比、NH3的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。

SCR脱硝技术工艺及应用SCR脱硝技术是目前应用最广泛的烟气脱硝技术之一。

其原理是在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水。

SCR脱硝工艺流程主要包括还原剂的准备、烟气预处理、催化剂床层和烟气净化四个步骤。

SCR脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠、便于维护等优点，但也存在催化剂失活和尾气中残留等缺点。

SCR脱硝技术的应用范围广泛，包括火电厂、钢铁厂、化工厂等。

1. SCR脱硝技术原理SCR脱硝技术的原理是在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物（NOx）反应生成无害的氮和水。

还原剂与NOx的反应原理还原剂与NOx的反应可以表示为以下化学方程式：4NH3 + 4NO + O2 → 6H2O + 4N2该反应是可逆反应，需要在一定的温度和压力下进行。

在催化剂的作用下，该反应可以向右进行，生成无害的氮和水。

催化剂的作用催化剂是SCR脱硝技术的关键。

催化剂可以降低反应的活化能，从而提高反应的速率。

目前，SCR脱硝技术中常用的催化剂有三元催化剂和二元催化剂。

三元催化剂由钒（V）、钼（Mo）和铌（Nb）等金属组成。

二元催化剂由钒（V）和钼（Mo）等金属组成。

反应温度和压力的影响反应温度和压力对SCR脱硝技术的影响较大。

反应温度越高，反应速率越快，但催化剂的活性越低。

反应压力越高，反应速率越快，但催化剂的寿命越短。

一般来说，SCR脱硝技术的反应温度范围为300-400℃，压力范围为1-2MPa。

2. SCR脱硝工艺流程SCR脱硝工艺流程主要包括还原剂的准备、烟气预处理、催化剂床层和烟气净化四个步骤。

还原剂的准备还原剂通常为液氨。

液氨由氨罐储存，在进入SCR系统之前需要进行蒸发。

烟气预处理烟气预处理的目的是去除烟气中的杂质，以提高催化剂的活性和使用寿命。

烟气预处理通常包括以下步骤：酸碱洗涤：去除烟气中的酸性和碱性物质。

干燥：去除烟气中的水分。

除尘：去除烟气中的粉尘。

催化剂床层催化剂床层是SCR脱硝技术的核心部分。

SCR法脱硝技术工艺原理选择性催化还原（SCR）技术是在催化剂作用下，还原剂NH3 (液氨、氨水、尿素等)与烟气中的NO X反应，将烟气中的NO X还原为无毒无污染的氮气N2和水H2O。

其反应器设置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，反应温度一般在320℃-400℃之间，SCR法脱硝技术是目前国内外最成熟可靠的脱硝技术，脱硝效率高，系统安全稳定。

反应原理如下：（1）在有氧的条件下主要反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2ONO+NO2+2NH3→2N2+3H2O（2）在反应条件改变时，有可能发生以下副反应：4NH3+3O2→2N2+6H2O2NH3→N2+3H24NH3+5O2→4NO+6H2O催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。

在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。

工艺流程: SCR反应器通常布置在燃煤和燃油电厂的固态排渣或液态排渣锅炉的烟气下游,位于锅炉出口和空气预热器之间,此时气体温度为300～4000C,是脱硝反应的最佳温度区间，一般利用氨作为反应剂,烟气在进入脱硝反应器之前,首先将NH3和空气的混合气体(氨气5%)导入,氨气由许多精密喷嘴均匀分配在烟气通道的横断面上,烟气由上向下流动,催化剂上表面保持一定的温度, NOx在催化剂表面和氨气反应生成N2和H2O,而作为空气组成部分的N2和H2O对大气不会产生污染。

经过脱硝设备处理后的烟气再经过锅炉尾部空气预热器进入布置在烟气下游的电除尘器或脱硫系统。

技术指标（1）脱硝效率高，根据设计需要可以达到98%以上；（2）氨逃逸率≤2ppm，SO2/SO3转化率小于1%；设备总阻力≤1000Pa；（3）NOx还原后为N2和水H2O，无二次污染。

技术优点（1）技术成熟、安全可靠、脱硝效率高、运行费用低；（2）运行稳定、对主生产设备装置无影响，无二次污染；（3）独特的适合中小规模脱硝专有技术，投资省、操作管理简单、运行费用低。

燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术燃煤锅炉是我国工业生产中常用的一种锅炉设备，但是在燃煤过程中会产生大量的氮氧化物和硫化物等有害气体，对环境造成污染。

对烟气进行脱硝是非常重要的环保措施。

选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）技术是目前被广泛应用的烟气脱硝技术之一，可以高效降低燃煤锅炉的氮氧化物排放。

本文将详细介绍燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术的原理、工艺流程和应用情况，希望能够为相关领域的从业人员提供一定的参考。

选择性催化还原烟气脱硝技术是利用催化剂催化还原氮氧化物（NOx）和氨（NH3），将其还原成氮气（N2）和水蒸气（H2O）的一种气体净化技术。

其基本原理可用下列反应式来表示：4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O反应中氨和氮氧化物在催化剂的作用下经氧化反应逐步转化为氮气和水蒸气，从而实现烟气中氮氧化物的脱除。

选择性催化还原烟气脱硝技术的核心是催化剂，根据不同的催化剂种类可分为铜、铁、钒、钨等多种材料，其中广泛使用的催化剂是钒钛催化剂和铜铁催化剂。

选择性催化还原技术需要在燃煤锅炉的烟气排放口前设置脱硝装置，烟气通过催化剂层时与喷射进入的氨气进行反应，达到脱硝效果。

二、选择性催化还原烟气脱硝技术工艺流程1.氨气供应系统：选择性催化还原烟气脱硝技术需要在燃煤锅炉的烟气处理系统中加入氨气进行反应。

需要设置一个稳定的氨气供应系统，通常使用的有液氨和氨水两种形式。

氨气供应系统通常会配备氨气储罐、氨气输送管道、喷氨装置等设施。

2.催化剂喷射系统：在烟气进入脱硝装置前，需要设置催化剂喷射系统，将催化剂喷洒到烟气中。

催化剂通常以固体颗粒的形式存在，可以通过气力输送或液体喷射的方式喷射到烟气中。

3.脱硝装置：脱硝装置通常是一个烟气净化器，内部填充有催化剂。

烟气通过脱硝装置时，与喷射进入的氨气和催化剂进行反应，将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水蒸气。

燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术燃煤锅炉已经成为我国能源结构的重要组成部分，但燃煤锅炉排放的氮氧化物（NOx）是造成空气污染的主要因素之一。

选择性催化还原（SCR）技术是一种有效的烟气脱硝技术，它已广泛应用于燃煤锅炉的尾部处理。

本文主要讨论燃煤锅炉中选择性催化还原烟气脱硝技术的选择和应用。

1. SCR技术原理和性能SCR是一种将氨（NH3）或尿素（CO(NH2)2）溶液喷入尾部烟气中，通过催化剂将NOx与氨或尿素还原成氮气和水的技术。

SCR技术的主要反应可以写成：4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2OSCR技术的主要性能包括脱硝效率和氨氧化率。

脱硝效率是指SCR系统对NOx的去除率，通常要达到90%以上。

氨氧化率是指SCR系统内的氨氧化反应（2NH3 + O2 → 2NO + 3H2O）比例，通常要控制在5%以下，以避免额外的NOx排放。

2. SCR技术的催化剂选择SCR技术的催化剂是其核心部分，直接关系到SCR系统的脱硝效率和稳定性。

SCR技术的催化剂可以分为大气压催化剂和高压催化剂两种。

大气压催化剂的工作温度范围在200℃至450℃之间，通常采用V2O5-WO3/TiO2、MoO3/TiO2、Cu-ZSM-5和Fe-ZSM-5等催化剂。

在催化剂的选择上，需要根据SCR系统的运行条件和烟气成分进行选择。

此外，催化剂的耐热性、耐毒性、耐水性和抗灰烬能力也是需要考虑的因素。

SCR技术在燃煤锅炉中的应用主要分为两种：前置SCR和后置SCR。

前置SCR通常用于新装置，它将SCR系统安装在锅炉出口处，可以有效地控制NOx的排放。

前置SCR的缺点是需要较高的温度（250℃以上）才能达到脱硝效果，因此需要增加锅炉的燃烧控制和废气余热回收设备。

4. SCR技术的发展趋势随着环保要求的不断提高和锅炉设备的更新换代，SCR技术将继续得到广泛应用。

未来的SCR技术发展趋势主要包括以下几个方面：（1）催化剂的改进和优化，提高SCR系统的脱硝效率和稳定性。

SCR1气脱硝工艺方案1.脱硝工艺的简介有关NQ的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段入手，限燃烧前、燃烧中和燃烧后。

当前，燃烧前脱硝的研究很少，几乎所有的脱硝都集中在燃烧中和燃烧后的NQ的控制。

所以在国际上把燃烧中NQ的所有控制措施统称为一次措施，把燃烧后的NQ控制措施统称为二次措施，又称为烟气脱硝技术。

目前普遍采用的燃烧中NQ控制技术即为低NQ燃烧技术，主要有低NQ X燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧。

应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction ，简称SCR、选择性非催化还原技术(Selective Non-Catalytic Reduction ，简称SNCR 以及SNCR/SCF混合烟气脱硝技术。

2 .SCR烟气脱硝技术近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快，在欧洲和日本得到了广泛的应用，目前催化还原烟气脱硝技术是应用***多的技术。

1)SCF脱硝反应目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。

此两种法都是利用氨对NQ的还原功能，在催化剂的作用下将NQ(主要是NO还原为对大气没有多少影响的N2和水。

还原剂为NH，其不同点则是在尿素法SCR中，先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR 触媒反应器，它转换的方法为将尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分学反应方程式为：NHCQNHHQ^ 2NH+CQ 在整个工艺的设计中，通常是先使氨蒸发，然后和稀释空气或烟气混合, ***后通过分配格栅喷入SCF反应器上游的烟气中。

典型的SCR反应原理示意图如下：在SCR反应器内，NQ通过以下反应被还原:4NO+4NH+Q f 32+6HO6NO+4N缶5N+6HQ当烟气中有氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。

在锅炉的烟气中，NO—般约占总的NQ浓度的5% NQ2参与的反应如下：2NQ+4NH+Q f 32+6HO6NO+8NH R 7N2+12H2O上面两个反应表明还原NO比还原NO需要更多的氨。

SCR烟气脱硝技术摘要：随着我国电厂生产效率的提高，锅炉大气污染影响也受到更多关注，SCR烟气脱硝技术的应用能够在一定程度上环节这种大气污染带来的不利影响，推动电厂企业的良性发展。

文章以此为基础对SCR技术进行分析，并探讨SCR烟气脱硝技术的具体应用。

关键词：SCR；烟气脱硝；脱硝技术；锅炉脱硝引言燃煤机组烟气超低排放改造在全国范围内迅速推广开来，SCR脱硝效率由80%左右直接提高至90%左右。

针对SCR提效通常采用新增备用层催化剂和流场校核优化实现，但由于排放标准的降低，运行调整裕度进一步缩小，难度进一步加大。

由于SCR反应器出口NOx浓度分布极其不均导致的盲目调整和由于SCR反应器氨逃逸超标导致的空预器堵塞等一系列问题愈发严重。

对现有脱硝装置进行优化调整以充分挖掘系统潜力成为各燃煤电厂关注的焦点。

1SCR技术概述选择性催化还原烟气脱硝技术（简称SCR技术）于20世纪70年代率先在日本运用。

20世纪90年代，我国引进的SCR脱硝技术，具有结构简单、脱硝效率高、运行可靠、便于维护等优点。

但是随着氮氧化物排放要求的日益增加，机组运行的工况复杂变化，单一的SCR脱硝技术已经完全不能满足工业发展的要求。

据发改能源[2014]2093号文件《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》中明确指出：重点推进现役燃煤发电机组大气污染物达标排放环保改造，燃煤发电机组必须安装高效脱硫、脱硝和除尘设施，未达标排放的要加快实施环保设施改造升级，确保满足最低技术出力以上全负荷、全时段稳定达标排放要求。

SCR混合脱硝技术已经成为当下研究的热点。

2SCR系统的组成SCR系统主要是由省煤器旁路、氨与空气的混合系统、检测控制系统、氨的储存系统、SCR旁路系统、反应器系统和氨气的喷入系统等七大系统组成。

首先，氨是由槽车经卸料压缩机输送储存于液氨储槽。

然后经过蒸发槽蒸发后变为氨气。

氨气经过缓冲后通过输送管道送入到混合系统，接着与空气充分混合均匀然后再被喷进入到SCR反应器的内部对烟气进行脱硝。

烟气脱硝（SCR）技术及相关计算，非常实用!
文章导读
烟气脱硝，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝，目的是脱除烟气中的氮氧化物。

随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，氮氧化物的污染问题，也越发引人关注。

本文主要介绍了烟气脱硝（SCR）技术及相关计算。

▲来源：电建技术
烟气脱硝，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝，目的是脱除烟气中的氮氧化物。

随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，氮氧化物的污染问题，也越发引人关注。

本文主要介绍了烟气脱硝（SCR）技术及相关计算。

来源 | 电建技术、中国大气网。