德州SCR脫硝

SCR脫硝

SCR（SelectiveCatalyticReduction）即為選擇性催化還原技術(shù)，目前氨催化還原法是應(yīng)用得比較多的技術(shù)。無副產(chǎn)品，無二次污染，污染、裝置結(jié)構(gòu)簡單、去除效率高(可達(dá)90%以上)、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。選擇性是指在催化劑的作用和氧存在的條件下，NH3優(yōu)先與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氮和水，不與煙中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)

其主要反應(yīng)式為：

（1）4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

（2）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

上述化學(xué)反應(yīng)不用催化劑，只需在很窄的溫度范圍內(nèi)(980℃左右)進(jìn)行，使用催化劑時，反應(yīng)溫度可控制在300-400℃，相當(dāng)于鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度，由于NOx在煙氣中的濃度較低，所以反應(yīng)溫度可忽略。

適用:溫度適宜時適用于所有領(lǐng)域。

SCR脫硝工作原理

選擇催化還原脫硝技術(shù)是指還原劑在催化劑的作用下，與一種氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成一種氮?dú)夂鸵环N水，從而將一種氮?dú)夂退畯囊环N氮?dú)庵腥コ＿x擇性是指還原劑NH3與煙氣中的NOx不與煙氣中的氧氣反應(yīng)。

SCR脫硝系統(tǒng)組成

該脫硝系統(tǒng)主要包括SCR反應(yīng)器、催化劑、反應(yīng)器殼體及鋼結(jié)構(gòu)、煙道系統(tǒng)、還原劑貯藏制備供應(yīng)系統(tǒng)、還原劑噴射系統(tǒng)及吹灰系統(tǒng)。

1、SCR反應(yīng)器

反應(yīng)堆的截面尺寸是根據(jù)鍋爐的尺寸設(shè)計的，每個脫硝反應(yīng)器采用2+1層催化劑作為布置形式，其中上部為預(yù)留層。煙道氣通過與氨均勻混合后垂直下落進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器入口設(shè)有氣流均布裝置，反應(yīng)器內(nèi)主要布置催化劑、催化劑支梁、反應(yīng)器殼體、密封板等。反應(yīng)釜中的還原劑(液氨)在催化劑的作用下，與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生無害的氮和水，以除去煙氣中的NOx。

2、催化劑

催化劑分為貴金屬和普通金屬。貴金屬催化劑因其與硫的反應(yīng)而昂貴，實(shí)際上不使用。普通催化劑的催化效率不是很高，價格也比較貴。反應(yīng)溫度范圍要求在300~400℃之間。常見的催化劑有氧化釩和氧化鈦。SCR催化劑由陶瓷支架和活性成分（氧化釩，氧化鈦，有時候還有鎢）組成，現(xiàn)在使用的催化劑性狀主要有兩種：蜂窩形和板形。采用預(yù)制蜂窩陶瓷，催化劑填充在蜂窩空氣中或涂在基質(zhì)上。采用板形時在支撐材料外涂刷催化劑。煙塵中含有塵埃，吸收塔一般是垂直布置，煙塵由上而下。催化劑被安排在2-4層(或組)催化劑床上，為了充分利用催化劑，通常被安排在3-4層，同時提供一個備用的催化劑床。在催化劑活性降低的情況下，在備用層安裝催化劑。在連續(xù)失活后，在轉(zhuǎn)子底座上更換催化劑，每次只換一層，從頂層開始，使催化劑得到充分利用。吸收塔內(nèi)設(shè)置有吹灰器，定期進(jìn)行吹灰，以清除催化床上的積塵。其性能主要取決于催化劑的質(zhì)量和反應(yīng)條件。SCR反應(yīng)器中催化劑用量越多，NOx脫除效率越高，同時氨的逸出量也越小，但SCR反應(yīng)成本也將明顯提高。

3、反應(yīng)器殼體和鋼結(jié)構(gòu)

反應(yīng)釜外殼為外置催化劑結(jié)構(gòu)，主要由框架鋼結(jié)構(gòu)、鋼板焊接而成。為防止煙氣散失，保溫材料被布置在反應(yīng)器內(nèi)外護(hù)板之間。為了支撐催化劑，在每層催化劑下配置支撐鋼結(jié)構(gòu)梁，將催化劑模塊排列在支撐梁上。該反應(yīng)器的入口設(shè)有氣流均布器，反應(yīng)器內(nèi)易磨損部位設(shè)置有防磨措施。內(nèi)層各加強(qiáng)板和支架均采用不易積灰的型式，并考慮到熱膨脹的補(bǔ)償措施。為反應(yīng)器殼體上的催化劑更換門、人孔門，并為聲波吹灰器安裝孔。

4、煙道系統(tǒng)

煙道分為反應(yīng)器入口煙道和出口煙道二部分。入口處的煙道尾省煤器出口膨脹節(jié)至反應(yīng)器進(jìn)口段。入口煙道配備氨噴射裝置、管式混合器、煙導(dǎo)板、灰斗等。出口煙道從反應(yīng)器出口到鍋爐尾部的空調(diào)入口。在出口煙道上布置有煙氣導(dǎo)流板等。

5、還原劑儲存制備供應(yīng)系統(tǒng)

還原劑由罐車運(yùn)輸，以液體形式儲存在還原劑儲存罐中；還原劑在注入SCR系統(tǒng)中之前，通過蒸汽蒸發(fā)使其氣化，并通過緩沖罐穩(wěn)定壓力使其供給反應(yīng)器進(jìn)行脫硝，這部分工作是在還原劑儲存供應(yīng)系統(tǒng)中完成的。還原劑貯存配制供應(yīng)系統(tǒng)主要由卸料器、還原劑儲罐、還原劑蒸發(fā)槽、還原劑緩沖槽和還原劑輸送管道組成，還包括氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)。

6、還原劑噴射系統(tǒng)

還原劑噴射系統(tǒng)包括氣化還原劑和稀釋空氣混合，通過噴涂還原劑格柵噴涂SCR反應(yīng)器上游煙氣的過程。

6.1稀釋風(fēng)機(jī)

當(dāng)還原劑在空氣中的體積濃度為16~25%時，可形成II型可燃爆炸性炸藥。為了保證注入煙道的還原劑和空氣混合物的安全，除了控制混合器中還原劑的濃度遠(yuǎn)低于其爆炸下限外，還保證了氨在混合器中的均勻分布。噴入反應(yīng)器入口煙道的氨是含有大約5%還原劑的混合氣體。選用的風(fēng)扇滿足了煙氣脫除時的煙度要求，并留有一定的余量。稀釋風(fēng)扇按2臺100%容量設(shè)置(1運(yùn)1備)。風(fēng)量裕度在10%以上，風(fēng)壓裕度在20%以上。

6.2還原劑/空氣混合器

SCR脫硝廠家為確保還原劑與稀釋空氣的均勻混合，每臺鍋爐均配有2臺混合機(jī)，混合機(jī)為隔板式。

6.3還原劑噴射格柵

注射還原劑采用格柵式，管路上有許多噴嘴，以確保注射到煙道中的還原劑與煙氣均勻分配和混合。噴水格柵的入口管道上設(shè)置有手動流量調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)每個區(qū)域的還原劑分配情況。

7、吹灰系統(tǒng)

SCR反應(yīng)器采用聲波吹灰器，每臺反應(yīng)器安裝一套聲波吹灰系統(tǒng)。每層催化劑配有3臺吹灰器，一臺鍋爐配有12臺聲波吹灰器。吹灰機(jī)被納入機(jī)組DCS系統(tǒng)。