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            產品世界
            SCR系列脫硝工程
            發表時間 : 2020/11/24 00:00

            一、SCR法脫硝原理
              選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction)技術,簡稱SCR技術,是20世紀80年代初開始逐漸應用于工業鍋爐和電站鍋爐煙氣脫硝的工藝,也是目前應用最廣、最有成效的煙氣脫硝技術。SCR法脫硝技術主要適用于200MW及以上火電廠燃煤、燃氣、燃油鍋爐的煙氣脫硝工程,機組容量200MW以下的燃煤、燃氣、燃油鍋爐及其他工業鍋爐、爐窯在脫硝效率要求較高的情況下,也可應用。
              SCR技術是在金屬催化劑作用下,以NH3(或尿素)作為還原劑,將NOx還原成N2和H2O。NH3不和煙氣中的殘余的O2反應,而如果采用H2、CO、CH4等還原劑,它們在還原NOx的同時會與O2作用,因此稱這種方法為“選擇性”。
              SCR催化劑一般用使用TiO2作為載體的V2O5/WO3及MoO3等金屬氧化物,其它組成結構的催化劑也已做了大量的實驗研究,其催化性能不均。對于氧化釩類(純氧化釩或以鋁土、硅土、氧化鋯、氧化鈦為載體)、純的或擔載的鐵、銅、鉻、錳的氧化物均已進行過深入的研究。在沸石的多孔結構中引入過渡金屬,構成如X、Y和ZSM-5離子交換沸石,對SCR催化活性具有改善。大部分工業催化劑的載體采用TiO2或沸石等多孔結構,也有使用活性碳和活性焦作為SCR催化劑的載體,并且在低溫下具有較高的SCR活性。

            工作原理圖
              SCR工藝的基本原理圖如圖,其主要反應方程式為4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O,原理:
              2NO2 + 4NH3 + O2—>3N2 + 6H2O
            該過程主要由以下步驟組成:
             ?、貼O、NH3、O2自煙氣擴散至催化劑的外表面;
             ?、贜O、NH3、O2進一步向催化劑中的微孔表面擴散;
             ?、跱O、NH3、O2在催化劑的微孔表面上被吸附;
             ?、鼙晃降腘O、NH3、O2反應轉化成N2和H2O;
             ?、軳2和H2O從催化劑表面上脫附下來;
             ?、廾摳较聛淼腍2O和N2從微孔內向外擴散到催化劑外表面;
             ?、?nbsp;H2O和N2從催化劑外表面擴散到主流氣體中被帶走。
              SCR系統主要由液氨存儲與供應系統、氨/空氣噴霧系統、SCR控制系統、SCR反應器、SCR的吹灰和輸灰系統組成。液氨由槽車運送到液氨貯槽,輸出的液氨經氨蒸發器后變成氣氨,將其送至氣氨緩沖槽備用。緩沖槽內的氣氨經減壓后送入氣氨/空氣混合器中,與來自稀釋風機的空氣混合后,通過噴氨隔柵(Ammonia Injection Grid, AIG)的噴嘴噴入煙氣中并與之充分混合,繼而進入催化反應器。當煙氣流經催化反應器的催化層時,發生上述氣固催化反應。

            脫硝工藝技術特點
              良好的NOx與NH3的混合和速度均布是保證脫硝效率的前提,也是選用經濟合適的催化劑體積的基礎。SCR裝置通常置于鍋爐省煤器與空預器之間,煙氣溫度較高,根據催化劑的適用溫度范圍,SCR工藝可分為高溫(345~590℃)、中溫(260~450℃)、低溫(150~260℃)。 采用有限體積法對SCR反應器及其連接煙道內的流體流動及氨擴散過程進行數值模擬,揭示了其內部流動規律并給出一系列的定性定量分析結果,同時結合現場測試結果,對數值計算結果進行驗證和修正,建立SCR反應器及其連接煙道的設計理論和方法。主要技術特點有:
              通過改進煙道形狀、布置及加設導流葉片等措施,使得第一層催化劑上表面的速度標準偏差小于8%(國外公司一般要求為15%)。
              通過數值計算,獲取了噴氨隔柵上每一位置的開孔噴出的氨的流動軌跡及遷徙規律,并對其進行了優化設計。通過調整開孔位置及大小,使得第一層催化劑上表面的NH3/NOx摩爾比標準偏差小于4%(國外公司一般要求為10%)。
              對100%、75%和50%負荷等不同工況下的煙氣速度分布及氨擴散規律進行分析,使其在任一工況下速度及NH3/NOx摩爾比標準偏差滿足上述數值。
              對飛灰在SCR反應器及其連接煙道中的運動規律進行了分析,得出理論上可能發生積灰的部位,并通過聲波吹灰、振打裝置、加設灰斗等工程措施加以改進。
              對實際運行的煙氣脫硝裝置用網格法(Testo360)測得各層催化劑上表面的速度、NOx濃度等的分布規律并對計算結果進行修正,同時將結果應用于系統的調試及運行優化。

            主要技術參數
              1、脫硝效率大于80%。
              2、氨逃逸濃度小于2.5mg/m3。
              3、SO2/SO3轉化率小于1%。
              4、系統可用率大于98%。
              5、脫硝系統的煙氣壓降小于1400Pa,漏風率于小0.4%。
              6、脫硝系統在鍋爐最低穩燃負荷和BMCR之間的任何工況之間安全穩定運行。


            SCR法脫硝工藝流程圖


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