選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下,NH3優(yōu)先和NOx發(fā)生還原脫除反應,生成氮氣和水,而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應,其主要反應式為:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)
2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O(2)
在沒(méi)有催化劑的情況下,上述化學(xué)反應只是在很窄的溫度范圍內(980℃左右)進(jìn)行,采用催化劑時(shí)其反應溫度可控制在300-400℃下進(jìn)行,相當于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間的煙氣溫度,上述反應為放熱反應,由于NOx在煙氣中的濃度較低, 故反應引起催化劑溫度的升高可以忽略。
下圖是SCR法煙氣脫硝工藝流程示意圖
SCR 技術(shù)脫硝原理為:在催化劑作用下,向溫度約280~420 ℃的煙氣中噴入氨,將NOX 還原成N2 和H2O。
催化劑作為SCR脫硝反應的核心,其質(zhì)量和性能直接關(guān)系到脫硝效率的高低,所以,在火電廠(chǎng)脫硝工程中, 除了反應器及煙道的設計不容忽視外,催化劑的參數設計同樣至關(guān)重要。
一般來(lái)說(shuō),脫硝催化劑都是為項目量身定制的,即依據項目煙氣成分、特性,效率以及客戶(hù)要求來(lái)定的。 催化劑的性能(包括活性、選擇性、穩定性和再生性)無(wú)法直接量化,而是綜合體現在一些參數上,主要有:活性溫度、幾何特性參數、機械強度參數、化學(xué)成分含量、工藝性能指標等。
催化劑的形式有:波紋板式,蜂窩式,板式。
SCR脫硝工藝的原理是在催化劑的作用下,還原劑(液氨)與煙氣中的氮氧化物反應生成氮和水,從而去除煙氣中的NOx。 選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應,而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應。
SCR脫硝工藝流程:還原劑 (氨) 用罐裝卡車(chē)運輸,以液體形態(tài)儲存于氨罐中;液態(tài)氨在注入SCR 系統煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化;氣化的氨和稀釋空氣混合,通過(guò)噴氨格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中;充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應器中催化劑的作用下發(fā)生反應,去除NOx。
SCR脫硝系統
SCR脫硝系統主要由SCR催化反應器、氨氣注入系統、煙氣旁路系統、氨的儲存和制備系統等組成。 SCR催化反應器的布置方式,目前國內外一般采用高塵布置方式,即布置在省煤器和空預器之間的高溫煙道內。在該位置,煙氣溫度能夠達到反應的溫度。因此本期工程脫硝裝置擬采用高塵布置方式。 煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路,每路煙氣并行進(jìn)入一個(gè)垂直布置的SCR反應器里,即每臺鍋爐配有二個(gè)反應器,煙氣經(jīng)過(guò)均流器后進(jìn)入催化劑層。在煙氣進(jìn)入催化劑層前設有氨氣注入系統,煙氣與氨氣充分混合后進(jìn)行催化劑反應,脫去NOX。反應后的煙氣進(jìn)入空預器、電除塵器、引風(fēng)機和脫硫裝置后,排入煙囪。SCR反應器布置在空預器上方。
SCR脫硝系統組成
•反應器/催化劑系統
•煙氣/氨的混合系統
•氨的儲備與供應系統
•煙道系統
•SCR的控制系統
SCR脫硝設備
反應器/催化劑系統
主要設備:反應器,催化劑,吹灰器
煙氣/氨的混合系統
主要設備:稀釋風(fēng)機,靜態(tài)混合器,氨噴射格柵(AIG),空氣/氨混合器
氨的儲備與供應系統
主要設備:卸料壓縮機,氨蒸發(fā)器(電/蒸汽),氨罐,緩沖罐,稀釋槽
煙道系統
主要設備:擋板(有旁路),膨脹節,導流板,煙道
SCR的控制系統
主要設備:DCS、PLC,儀表、盤(pán)柜等