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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。
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。
选择性催化还原法(SCR)由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得NOx的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。
目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半法和湿法3类。
其中干法包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等.煤燃烧过程中生成的氮氧化物主要是ＮＯ和ＮＯ２，另外还有少量的Ｎ２Ｏ（氧化亚氮），统称为ＮＯＸ。
其中ＮＯ占ＮＯＸ的９０％以上，ＮＯ２占５％￣１０％，Ｎ２Ｏ仅为１％左右。
由于存在上述副反应，ＳＣＲ反应器内排出的未反应完全的氨与少量ＳＯ３反应生成硫酸氨和硫酸氢氨可以导致下游设备的阻塞和腐蚀，因此，减少ＳＣＲ反应器下游的未反应完全的氨，即“氨泄露”问题，是非常重要的。
通常氨泄露必须小于５ｐｐｍ，最好低于２ｐｐｍ～３ｐｐｍ，以减少硫酸氨和硫酸氢氨的生成。
对于高硫煤，这一问题尤为重要。
上述反应，在没有催化剂的情况下，只在９８０℃左右很窄的温度范围内进行，但在催化的作用下，反应温度可大大降低，约３００℃～４００℃。
ＳＣＲ具有以下特点：（１）脱ＮＯＸ效率高。
可达到高于８０％的脱硝效率，满足严格的ＮＯＸ排放标准要求，远高于ＳＮＣＲ法２５％～４０％的脱ＮＯＸ效率。
（２）适用范围广。
ＳＣＲ法适用于各种容量的锅炉机组，而ＳＮＣＲ只适用于小型锅炉。
（３）运行可靠、便于维护和检修。
同时，ＳＣＲ技术也存在一些问题：（１）系统占地面积较大，设备投资和运行费用较高。
（２）ＳＣＲ催化剂的工作条件比较恶劣，由固体沉积物使微孔堵塞碱性化合物（特别是钾或重金属）引起中毒、引起中毒、飞灰腐蚀等原因造成了催化剂ＳＯ３中毒失效，必须定期更换。
更换时间依具体情况而定，一般１年￣５年。
（３）氨泄露以及其导致的硫酸氨盐的集聚会导致空气预热器性能下降。
选择合适的催化剂是ＳＣＲ技术能够成功应用的关键所在。
SCR(Selective Catalytic Reduction)是美国Ecgelhard公司发明的,并于1959年申请了专利,而日本率先在20世纪70年代对该方法实现了工业化。
燃煤电站SCR脱硝原理是利用NH3基和催化剂(铁、钒、铬、钴或等碱金属)在温度为300~420℃时将NOx还原为N2。
NH3具有选择性,只与NOx发生反应,基本上不与O2反应,所以称为选择性催化还原脱硝。
SCR法中催化剂的选取是关键。
对催化剂的要求是活性高、寿命长、经济性好和不产生二次污染。
在以氨为还原剂来还原NO时,虽然过程容易进行,铜、铁、铬、锰等非贵金属都可起到有效的催化作用,但因烟气中含有SO2、尘粒和水雾,对催化反应和催化剂均不利,故采用SCR法必须首先进行烟气除尘和脱硫,或者是选用不易受肮脏烟气污染影响的催化剂;同时,要使催化剂具有一定的活性,还必须有较高的烟气温度。
目前以二氧化钛为基体的碱金属催化剂,最佳反应温度为300~420℃。
SCR是国际上应用最多,技术最成熟的一种烟气脱硝技术之一。
该法的优点是:由于使用了催化剂,故反应温度较低;净化率高,可达85%以上;工艺设备
紧凑,运行可靠;还原后的氮气放空,无二次污染。
但也存在一些明显的缺点:烟气成分复杂,某些污染物可使催化剂中毒;高分散的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面,使其活性下降;系统中存在一些未反应的NH3和烟
气中的SO2作用,生成易腐蚀和堵塞设备的(NH4)2SO4和NH4HSO4,同时还会降低氮的利用率；系统设计与运行费用较高。
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。
选择性催化还原（SCR）作用基理选择性催化还原（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。
工艺流程影响SCR脱硝率的因素:在SCR系统设计中，最重要的运行参数是反应温度、反应时间、NH3/NOx摩尔比、烟气流速、O2浓度、NH3的溢出浓度、SO3浓度、H2O（蒸汽）浓度、钝化影响等。
反应温度是选择催化剂的重要运行参数，催化反应只能在一定的温度范围内进行，同时存在催化的最佳温度，这是每种催化剂特有的性质，因此反应温度直接影响反应的进程。
在SCR 工作过程中温度的影响有两方面：一是温度升高使脱NOx反应速度加快，NOx脱除率升高；二是温度升高NH3氧化反应开始发生，使NOx脱除率下降。
反应时间是烟气与催化剂的接触时间，随着反应时间的增加，NOx脱除率迅速增加，当接触时间增至200 ms左右时，NOx脱除率达到最大值，随后下降。
这主要是由于烟气与与催化剂的接触时间增大，有利于烟气在催化剂微孔内的扩散、吸附、反应和生成物的解吸、扩散，从而使NOx脱除率提高。
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。
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。
燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术燃煤锅炉是目前我国工业生产中常用的热能设备，但是燃煤锅炉排放的烟气中含有大量的氮氧化物，其中主要成分为氮氧化物（NOX）。
高浓度的NOX不仅会对环境造成严重污染，还会对人体健康产生不良影响。
燃煤锅炉的NOX排放成为大气污染治理的重点之一。
为了减少燃煤锅炉排放的NOX，选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术被广泛应用。
SCR 技术通过将氨和烟气中的NOX在催化剂的作用下进行反应，将NOX还原成氮气和水，从而达到脱硝的目的。
本文将重点介绍燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术的选择原则、工艺流程及影响因素等内容。
1.适用性分析：燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术需要根据燃煤锅炉的排放特点来进行适用性分析。
需要考虑的因素包括燃煤锅炉的烟气温度、NOX排放浓度、燃料性质、燃烧特性等。
2.环保要求：根据国家和地方对燃煤锅炉NOX排放的环保要求，选择合适的SCR系统技术参数和催化剂性能。
3.经济性分析：在选择SCR系统时，还需要进行经济性分析，包括投资成本、运行维护成本、能耗等方面的考虑。
4.可靠性考虑：SCR系统是燃煤锅炉脱硝的关键设备之一，其可靠性对脱硝效果和设备运行稳定性具有重要影响，因此在选择SCR系统时，需考虑其可靠性。
二、工艺流程SCR系统的基本工艺流程包括氨水制备系统、氨水喷射系统、SCR反应器、氨水喷洒均匀性控制系统、变压器、废气均匀性控制系统等。
1.氨水制备系统：氨水制备系统主要由氨气（NH3）制备装置组成，氨气是SCR技术中的还原剂，通过氨气制备装置将液氨和水进行混合制备成氨水。
2.氨水喷射系统：氨水喷射系统主要由氨水喷射器、氨水喷射管和气流分配装置组成，其作用是将制备好的氨水喷射到燃烧炉的烟气中。
3.SCR反应器：SCR反应器是SCR系统的核心部件，是进行NOX还原的主要场所，通常是采用催化床进行NOX还原反应。
4.氨水喷洒均匀性控制系统：氨水在烟气中的喷洒均匀性对SCR反应器的性能有重要影响，因此需要设计合理的氨水喷洒均匀性控制系统。
