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选择性催化还原选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在相对较低的温度下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。
其中主要反应如下：4NH3+6NO=5N2+6H2O8NH3+6NO2=7N2+12H2O4NH3+3O2=2N2+6H2O4NH3+5O2=4NO+6H2O2NH3可逆生成N2+3H2SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及控制系统等组成，为避免烟气再加热消耗能量，一般将SCR反应器置于省煤器后、空气预热器之前，即高尘段布置。
氨气在加入空气预热器前的水平管道上加入，与烟气混合。
催化反应系统是SCR 工艺的核心，设有NH3的喷嘴和粉煤灰的吹扫装置，烟气顺着烟道进入装载了催化剂的SCR 反应器，在催化剂的表面发生NH3催化还原成N2。
催化剂是整个SCR系统关键，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。
目前普遍使用的是商用钒系催化剂，如V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2。
在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。
该工艺于20 世纪70年代末首先在日本开发成功，80 年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用。
在NH3/NO x的摩尔比为1时，NO x的脱除率可达90%，NH3的逃逸量控制在5 mg/L以下。
由于技术的成熟和高的脱硝率，SCR法现已在世界范围内成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。
截至2010年底，我国已投运的烟气脱硝机组容量超过2亿kW，约占煤电机组容量的28%，其中SCR机组占95% 。
柴油机所产生的微粒(PM)和氮氧化物(NOx)是排放中两种最主要的污染物。
从目前降低汽车尾气排放的技术途径来看，要达到欧Ⅳ排放标准，一般不再从发动机本身的结构方面采取措施，通常是采取排气后处理的方式来降低污染物的排放量，而尿素-SCR 选择性催化还原法是最具现实意义的方法，它能把发动机尾气中的NOx减少50%以上。
SCR脱硝技术及其脱硝催化剂生产工艺1、概述SCR(selective catalytic reduction)是烟气选择性催化还原法脱硝技术的简称，是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3）“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。
也就是说SCR工艺的实质就是燃煤锅炉排放烟气中的NOx污染物与喷入烟道的还原剂NH3，在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成无害的N2和H2O。
该工艺于20世纪70年代末首先在日本开发成功，80年代和90年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用，现已在世界范围内成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。
为避免烟气再加热消耗能量，一般将SCR反应器布置在锅炉省煤器出口与空气预热器之间，即高飞灰布置。
此时烟气温度（300℃-430℃）正好是催化剂的最佳活性温度窗口。
氨气在加入空气预热器前的水平管道上加入，与烟气混合，NOx在催化剂的作用下被还原为N2和H2O。
目前常规应用的SCR技术为中温催化剂(280℃-420℃)，而现在正在研究开发的低温催化剂，可应用于200℃以下的烟气温度。
2、SCR反应过程SCR技术是在金属氧化物催化剂作用下，以NH3作为还原剂，将NOx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”。
主要反应方程式为：4NH3+4NO+O2─>4N2+6H2O (1)NO+NO2+2NH3─>2N2+3H2O (2)3、SCR系统设计条件•烟气流量•烟气温度•烟气成分和灰分成分•烟气入口NOx浓度•脱硝效率•空间速率•NH3/NOx摩尔比•SO2转化率•NH3逃逸率•反应器运行压降4 、SCR脱硝系统主要装置•氨存储和供应系统•氨/空气喷射系统•SCR反应器•SCR催化剂•SCR控制系统•吹灰和灰输送系统5、SCR催化反应还原剂用于SCR烟气脱硝的还原剂一般有3种：液氨、氨水、及尿素。
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烟气脱硝工艺简介吴金泉1李勇1,2（1 福建鑫泽环保设备工程有限公司，福建福州350002；2 江西理工大学环境与建筑学院，江西赣州 341000）摘要：选择性催化还原法（SCR）是目前国际上处理火电厂氮氧化物的最主要处理方法。
我公司于2004年与德国STEULER公司在烟气脱硝技术方面展开了全方位的合作，并在国内开发烟气脱硝市场。
本文从SCR工艺原理出发，介绍了合作公司的相关运行工艺。
关键词：烟气脱硝；SCR；脱硝催化剂；脱硝工艺随着我国经济的发展, 在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。
其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。
燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。
在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。
随着我国经济实力的增强,耗电量也将逐步加大。
目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目, 但烟气脱硝还未大规模的开展。
有研究资料表明，如果继续不加强对烟气中氮氧化物的治理, 氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升, 并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。
我国烟气脱硝项目起步较晚，目前国内运行的烟气脱硝项目所采用的工艺也是引进欧、美、日等发达国家和地区烟气脱硝技术, 为适应国内烟气脱硝市场的需要，我公司于2004年与德国STEULER公司在烟气脱硝技术方面展开了全方位的合作，主要由德方提供技术支持，我方负责开拓市场、消化有关技术。
1 SCR脱硝技术简介在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。
1975 年在日本Shimoneski 电厂建立了第一个SCR系统的示范工程，其后SCR技术在日本得到了广泛应用。
在欧洲已有120 多台大型装置的成功应用经验，其NOx的脱除率可达到80%~90%。
日本大约有170套装置，接近100GW 容量的电厂安装了这种设备，美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NOx技术，SCR 方法已成为目前国内外电厂脱硝比较成熟的主流技术。
SCR脱硝技术概述我国年煤耗量的84 %直接用于燃烧,对于燃煤电厂则是100 %的燃烧。
如此大量的煤炭燃烧将会导致NOX 排放量剧增。
由于NOX 对人类和自然界存在危害,所以必须控制NOX 的生成和排放。
烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOX 排放的方法,具有很高的脱除效率,应用较多的是选择性催化还原法( SCR) 。
1SCR技术的原理SCR是一个燃烧后NOX 控制工艺,其包括将氨气喷入电站锅炉燃煤产生的烟气中;含有氨气的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器;在催化剂的作用下,氨气同NOX 发生反应,转化成水和氮气等几个过程。
反应基本方程式:4NH3 + 4NO +O2 →4N2 + 6H2O4NH3 + 6NO→5N2 + 6H2O8NH3 + 6NO2 →7N2 + 12H2O4NH3 + 2NO2 +O2 →3N2 + 6H2O通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃- 450 ℃的温度范围内有效进行。
在NH3 /No = 1 (物质的量比) 的条件下, 可以得到80 % - 90 %的脱硝率。
在反应过程中, NH3 可以选择性地和NOX 反应生成N2 和H2O,而不是被O2 所氧化,因此反应又被称为“选择性”。
2国外SCR应用情况选择性催化还原( selective catalytic reduction:SCR)技术是一项降低NOX 排放量的有效技术,另外它被证明在当前的流行的技术安装消费中是高性能,比较经济的解决方案,是应用最多且是最成熟的技术之一。
采用该法脱硝的反应温度取决于催化剂的种类,该方法能达到80% ～90%的NOX 降低率。
目前这一技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用,欧洲、日本、美国是当今世界上对燃煤电厂NOX 排放控制最先进的地区和国家,他们除了采取燃烧控制之外,大量使用的是SCR烟气脱硝技术。
日本和德国的一些燃煤电厂燃用中硫煤的实际应用数据表明,无论是烟气中的飞灰、SO2 /SO 3, NH3 的过量渗漏,还是SO2 过多生成SO3 ,都不会给SCR技术的操作带来异常困难。
SCR 脱硝技术SCR （Selective Catalytic Reduction ）即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快,在西欧和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原法是应用得最多的技术.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。
选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下,NH3优先和NOx 发生还原脱除反应，生成氮气和水,而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：O H N O NH NO 22236444+→++ O H N O NH NO 222326342+→++在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（980℃左右）进行,采用催化剂时其反应温度可控制在300—400℃下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于NOx 在烟气中的浓度较低， 故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。
下图是SCR 法烟气脱硝工艺流程示意图SCR 脱硝原理SCR 技术脱硝原理为:在催化剂作用下，向温度约280～420 ℃的烟气中喷入氨，将X NO 还原成2N 和O H 2。
SCR脱硝催化剂：催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外，催化剂的参数设计同样至关重要。
一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的，即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。
催化剂的性能（包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。
催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式,板式SCR脱硝工艺SCR脱硝工艺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。
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选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）是一种通过给予适量还原剂将氮氧化物（NOx）转化为氮气（N2）和水蒸气的技术。
SCR技术已被广泛应用于燃煤锅炉的烟气脱硝过程中，能够有效降低燃煤锅炉排放的氮氧化物浓度，减少大气污染物的排放。
SCR技术主要包括还原剂注入系统、反应器、催化剂和氧化剂注入系统等主要部分。
还原剂通常是氨或尿素，用来在反应器中与NOx反应生成氮气和水蒸气。
催化剂则是通过改变反应物的活性能够加速反应速率的物质。
燃煤锅炉的SCR系统可以根据不同的工况和要求进行选择。
催化剂的选择要考虑到其耐热性和耐腐蚀性，以应对高温和腐蚀性气体的冲击。
常用的催化剂有钒钛催化剂、钴钛催化剂、锆钛催化剂等。
还需要考虑催化剂的净化效率和耐毒性。
净化效率是指催化剂对NOx的转化率，一般要求在70%以上。
耐毒性是指催化剂对氨、尿素等还原剂以及烟气中的硫酸雾等毒性物质的抗腐蚀能力，一般要求催化剂在使用寿命内保持较高的活性。
还需考虑SCR系统的运行成本和能耗。
还原剂的消耗量和催化剂的使用寿命对系统运行成本有着重要影响。
选择适当的还原剂注入系统和氧化剂注入系统能够降低能耗。
在选择SCR技术时，还需考虑到实际情况和技术要求。
不同类型的燃煤锅炉存在着不同的烟气温度、氮氧化物浓度和硫氧化物浓度等特点，需要根据实际情况进行技术调整和优化。
燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术是一种有效降低锅炉排放的NOx浓度的技术。
在选择催化剂、还原剂注入系统和氧化剂注入系统等方面都需要考虑到耐热性、耐腐蚀性、净化效率、耐毒性、运行成本和能耗等多个因素。
只有综合考虑以上因素，才能选择出适合燃煤锅炉的SCR技术，提高燃煤锅炉的环保水平和经济性。
燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）技术是一种常用的燃煤锅炉烟气脱硝技术。
其主要原理是通过在催化剂的作用下，将烟气中的氮氧化物（NOx）与还原剂（尿素或氨水）进行反应，生成氮气和水，从而实现对烟气中NOx的减排。
SCR技术在燃煤锅炉烟气脱硝中具有较高的脱硝效率、较低的能耗和较少的副产物生成等优势。
SCR技术逐渐成为燃煤锅炉烟气脱硝的首选技术之一。
在选择SCR技术进行燃煤锅炉烟气脱硝时，需要考虑以下几个方面：1. NOx排放浓度：首先需要了解燃煤锅炉烟气中NOx的排放浓度。
通常情况下，烟气中NOx的浓度越高，所需的SCR系统工作温度也越高。
2. 烟气温度：选择SCR技术时还需要考虑烟气的温度。
SCR技术需要在一定的温度范围内才能发挥最佳脱硝效果，过低或过高的烟气温度都会影响SCR系统的脱硝效率。
3. 还原剂选择：还原剂的选择也至关重要。
常用的还原剂有尿素和氨水。
尿素作为还原剂具有较高的还原效率和较低的成本，但是在储存、输送和喷淋过程中需要特定的设备和控制措施。
氨水作为还原剂则相对简单，并且能够与煤粉进行混合燃烧，但成本较高。
4. 催化剂选择：选择合适的催化剂也是关键。
SCR技术中常用的催化剂有V2O5/TiO2、WO3/TiO2等。
催化剂选择应综合考虑其脱硝效率、抗毒化能力和经济性等。
5. SCR系统构成：SCR系统主要由氨水喷淋系统、催化剂层和控制系统等组成。
喷淋系统应能够均匀喷淋还原剂，催化剂层应具备较大的比表面积和良好的气体分布特性，控制系统应能够精确控制喷淋量和催化剂温度等参数。
选择性催化还原烟气脱硝技术是一种成熟的燃煤锅炉烟气治理技术。
在选择SCR技术时需注意烟气中NOx的排放浓度、烟气温度、还原剂和催化剂的选择，以及SCR系统的构成等因素。
只有全面考虑这些因素，才能选择出适合特定燃煤锅炉的SCR技术，实现烟气脱硝的高效、经济和可靠。
SCR脱硝技术SCR (Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，在西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。
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。
选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：4NO+4NH3+O2 宀4N2+6H2O (1 )2NO2+4NH3 +O2 宀3N2+6H2O (2 )在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内( 980 C左右)进行，采用催化剂时其反应温度可控制在300-400 C下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于NOx在烟气中的浓度较低，故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。
下图是SCR法烟气脱硝工艺流程示意图SCR脱硝原理SCR技术脱硝原理为：在催化剂作用下，向温度约280〜420 C的烟气中喷入氨，将NOX还原成N2和H2O。
旦主要反应如下：ANO +4NH3 + 6 T + 6HiO6NO T 5N^ + 6H2OEN6+2N出+2N6+4 砧卄O?T3昭+ 6H2O 反应原理如图所示；關炉电除尘器借化糾脱硝原理图SCR脱硝催化剂：催化剂作为SCR脱硝反应的核心，其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低，所以,在火电厂脱硝工程中，除了反应器及烟道的设计不容忽视外，催化剂的参数设计同样至关重要。
一般来说，脱硝催化剂都是为项目量身定制的，即依据项目烟气成分、特性，效率以及客户要求来定的。
催化剂的性能（包括活性、选择性、稳定性和再生性）无法直接量化，而是综合体现在一些参数上，主要有：活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。
催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式，板式SCR 脱硝工艺SCR 脱硝工艺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反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的 NOx 。
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。
选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝技术概述王清栋（能源与动力工程1302班1306030217）摘要：对选择性催化还原脱硝技术进行概述，分析了其机理，并简要介绍催化剂的种类及钝化与中毒机理.最后，对SCR技术进行总结与展望.关键词:选择性催化还原；烟气脱硝；氮氧化物Overview of Selective catalytic reduction (SCR) flue gas denitrationWang Qingdong(Power and Energy Engineering, class 1302 1306030217) Abstract: selective catalyst reduction flue gas denitration is reviewed. Its mechanism is analysed and catalyst is given a brief introduction. Catalyst passivation and poisoning mechanism is analysed. Finally, the summary and prospect of the technology are given.Keywords: SCR; NO x; flue gas denitration.1.前言氮氧化物是造成酸雨的主要酸性物质之一，是形成区域微细颗粒物污染和灰霾的主要原因，也是形成光化学烟雾的主要污染物，会引起多种呼吸道疾病，是“十二五”期间重点控制的空气污染物之一.2011年初通过的“十二五”规划纲要，要求NO x减少10%，从而使NO x成为我国下一阶段污染减排的重点.烟气脱硝技术与NO的氧化、还原及吸附特性有关.根据反应介质状态的不同，分为干法脱硝和湿法脱硝.目前，已经在火力发电厂采用的烟气脱氮技术主要是选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR），其中采用最多的主流工艺是选择性催化还原法.2.SCR反应原理选择性催化还原脱氮是在一定温度和有催化剂存在的情况下，利用还原剂把烟气中的NO x还原为无毒无污染的N2和H2O.这一原理与1957年在美国发现，该工艺最早却在20世纪70年代的日本发展起来的.SCR原理图如图一所示氨气被稀释到空气或者蒸汽中，然后注入到烟气中脱硝，在催化剂表面，氨与NO x 生成氨气和水.SCR过程中的主要反应如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O基于V2O5的催化剂在有氧的条件下还对NO2的减少有催化作用，其反应式为2NO2+4NH3+O23N2+6H2O在缺氧的条件下，NO 的反应式变成6NO+4NH 35N 2+6H2O 在缺氧的条件下，NO2的反应式变成6NO 2+8NH 37N 2+12H 2O在没有催化剂的情况下，上述化学反应只能在很窄的温度范围内（850~1000）进行，℃通过选择合适的催化剂，可以使反应降低，并且使反应温度范围扩大（250~420），便于℃在锅炉尾部烟道的适当位置布置催化反应装置.当反应条件改变时，还可能发生副反应 4NH 3+O 22N 2+6H 2O 2 NH N 2+3H 2 4NH 3+4O 24NO+6H 2O 发生NH 3分解的反应和NH 3氧化为NO 的反应都在350以上才能进行，450反应速℃℃度明显加快.温度在300时仅有NH 3转化为N 2的副反应可能发生.℃实际使用中，催化剂通常制成板状、蜂窝状的催化原件，再将催化原件制成催化剂组件，组件排列在催化剂反应器的框架内构成催化剂层.烟气中的NO X 、NH 3和O 2在流过催化剂层时，经历以下几个过程：① NO X 、NH 3和O 2扩散到催化剂外表面并进一步相催化剂的微孔表面扩散；② NO X 和O 2与吸附在催化剂表面活性位的NH 3反应生成N 2和H 2O ；③N 2和H 2O 从催化剂表面脱附到微孔中；④微孔中的N 2和H 2O 扩散到催化剂外表面，并继续扩散到主流烟气中被带出催化层.其中，过程①-③为控制步骤，因此脱氮装置的性能不但受到化学反应速度的制约，还在很大程度上受反应物扩散速度的影响.3.SCR 催化剂简介3.1 贵金属催化剂贵金属催化剂低温催化活性优良，对NOx 还原及对NH3、CO 氧化均具有很高的催化活性，因此在SCR 过程中会导致还原剂大量消耗而增加系统运行成本。
此外，催化剂造价昂贵，易发生氧抑制和硫中毒。
目前这类催化剂主要用于天然气脱氮及低温SCR 装置.3.2 金属氧化物催化剂金属氧化物主要是氧化钛基V 2O 5-WO 3(MoO 3)/TiO 2系列催化剂.其次是氧化铁基催化剂，是以Fe 2O 3为基础，添加Cr 2o 3、Al 2O 3、SiO 2以及微量的MgO 、TiO 、CaO 等组成，但是这种催化剂活性比氧化钛基催化剂的活性低。
对于非负载型金属氧化物催化剂，目前国外的研究主要集中在MnOx 催化剂，而且有部分催化剂已显示出了非常好的低温活性。
3.3分子筛催化剂分子筛催化剂在化工生产中应用极为广泛，同样在DeNOx-SCR 技术中也备受关注，多数的催化活性主要表现在中高温区域，实际应用中的水抑制及硫中毒问题依然亟待解决，目前已开展的研究中涉及了多种类型的分子筛。
在较高的温度下，分子筛催化剂对选择性还原NOx 具有高的催化活性，并且活性温度范围比较宽，但是抗H2O 和SO2的能力差。
3.4碳基催化剂近年来，不少学者尝试以各种碳质材料作为载体负载金属氧化物制备碳基催化剂，由于碳基具有表面积大和化学稳定的特点，因此以各种碳基材料作为载体负载金属氧化物，可制备得到碳基催化剂，该催化剂显示出了良好的低温选择催化还原活性。
但是其在温度较高且有氧存在时容易燃烧，适宜的反应温度为100~150，由于反应温度较低，应用范℃围收到限制.3.5沸石催化剂沸石催化剂是一种陶瓷基的催化剂，由带碱性离子的水和硅酸铝的一种多孔晶体物制成丸状或蜂窝状.这类催化剂具有较好的热稳定性和高温活性.4.催化剂的钝化与中毒理想情况下，还原反应不会消耗催化剂，也不会改变催化剂的表面结构；但在实际运行中，飞灰中含有的碱金属和砷与催化剂的作用、催化剂的烧结、堵塞、磨损以及水蒸气的凝结和硫酸盐的沉积等原因使得催化剂的活性降低或中毒. 目前工业上运用最多的是钒基催化剂(V2O5-WO3-TiO2系催化剂，其中V2O5为活性成分，WO3为稳定成分，TiO2为载体物质)，下面以钒基催化剂为例，说明催化剂钝化中毒原理.4.1催化剂的烧结烧结是催化剂失活的重要原因之一，而且催化剂的烧结过程是不可逆的。
一般在烟气温度高于400 ℃时，烧结就开始发生。
当反应器入口烟气温度高于450 ℃并持续一定时间时，催化剂的寿命将会在短时间内大幅降低。
SCR烟气脱硝催化剂中，TiO2是锐态型，烧结后变成金红石型，导致催化剂颗粒增大和表面积减少，催化剂活性位数量锐减——即催化剂失活。
适当提高催化剂中 WO3 的含量，可以提高催化剂的热稳定性，从而提高其抗烧结能力。
4.2催化剂中毒催化剂中毒受多种元素的影响，现主要中毒方式有：砷中毒，钙中毒，碱金属中毒，SO3中毒，磷中毒，水的毒化.4.2.1砷中毒砷是大多数煤种中都存在的成分，SCR 催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物不断聚积，堵塞催化剂活性位通道造成的。
烟气中气态砷的主要形态为As2O3，As2O3扩散到催化剂表面及催化剂的微孔中，在催化剂的活性位上与其他物质发生反应，导致催化剂活性降低.As中毒主要取决于烟气中的气态As2O3浓度，因而也和煤中的砷的含量有关.砷中毒的机理见下图.（本原理由Morita等人在1998年提出，除此之外还有其他模型）4.2.2 钙中毒飞灰中游历的CaO和SO3反应生成CaSO4，CaSO4覆盖在催化剂表面上，阻止了NH3、NO x等反应物向催化剂表面扩散，降低了催化剂的活性.烟气中的CaO 可以将气态As2 O3固化，从而缓解催化剂砷中毒的影响，但是 CaO 浓度过高又会加剧催化剂的堵塞.研究表明，随着CaO含量的增加，催化剂寿命先增大后减小，这是因为在CaO含量较低时，催化剂主要受砷中毒的影响，在CaO含量较高时，催化剂主要受钙中毒的影响.4.2.3 碱金属中毒烟气中含有的Na、K等碱金属的混合物如果直接和催化剂表面接触，可以和催化剂的活性组分发生变化.这是因为可溶性碱金属盐的活性要强于NH3，碱金属优先与催化剂表面的活性组分发生反应，使催化剂失去活性，发生中毒现象. 除碱金属氧化物外，碱金属硫酸盐以及氯化物也会使催化剂中毒. 在实际情况中，如果能够避免水蒸气凝结，即可避免碱金属中毒.在火力发电厂中，由于含量的关系，K对催化剂的作用最明显，以K为例，碱金属中.毒机理见下图其机理为：K与催化剂酸性位的V-OH发生反应，生成V-OK，使催化剂吸附NH3能力下降，从而使参与NO还原反应的NH3的吸附量减少并降低SCR的活性.4.2.4 SO3中毒烟气中的SO2也能使催化剂中毒。
烟气中的SO2在钒基催化剂作用下被催化氧化为SO3，与烟气中的水蒸汽及NH3反应，生成一系列铵盐，这样不仅会造成NH3的浪费，而且还会导致催化剂的活性位被覆盖，导致催化剂失活.此外，SO2与催化剂中的金属活性成分发生反应，生成金属硫酸盐导致催化剂失活.4.2.5 磷中毒研究发现，磷元素的一些化合物也对 SCR 催化剂有钝化作用，包括 H3PO4，P2O5和磷酸盐；得到催化剂的活性随着 P2O5负载量的增加而下降，但相比碱金属的影响则要小很多.磷中毒的机理被认识是：P取代了V-OH和W-OH中的V、W，形成了P-OH，但是P-OH仍能提供酸性位，所以在负载量不大的情况下，磷中毒的现象并不明显.4.2.6 水的毒化水在烟气中以水蒸汽的形式出现，水蒸汽在催化剂表面的凝结，一方面会加剧K、Na 等碱金属可溶性盐对催化剂的毒化，另一方面凝结在催化剂毛细孔中的水蒸汽，在温度增加的时候，会汽化膨胀，损害催化剂细微结构，导致催化剂的破裂。
4.3催化剂空隙积灰堵塞烟气中的SO3会与喷入烟气中的NH3，反应生成硫酸铵和硫酸氢铵，也可以和简图金属氧化物CaO、MgO等反应生成CaSO4和MgSO4这些产物会堵塞催化剂的微孔，阻碍烟气中的NH3、NO x和O2于催化剂活性表面接触，引起催化剂的钝化。
积灰严重时，还可造成催化反应器内的烟气流速大幅度增加，使催化剂腐蚀加剧、烟气阻力增大.5.总结与展望（1）烟气脱硝在全国已经大范围展开，目前火力发电厂主要采用的技术是SCR，SNCR两种干法脱氮技术，其中采用最多的主流工艺是SCR.SCR一个显著优点是脱硝效率高（70~90%），其次，它无需排水处理，无副产品；但是脱氮装置运行成本很高，系统复杂，烟气侧阻力增加。
