SCR（選擇性催化還原）脫硝系統的核心目標是去除煙氣中的氮氧化物（NOx）。它是一個復雜的系統工程，其主要設備可以分為以下幾個核心部分和輔助系統：

一、 核心反應系統

這是完成脫硝化學反應的關鍵部分。

1. SCR反應器

   • 功能：是脫硝反應發生的容器和場所，內部安裝催化劑層。

   • 結構：通常是一個大型的鋼制立式箱體，內部設有催化劑模塊的支撐結構、檢修門、人孔、吹灰器等。煙氣從入口進入，經過催化劑層后從出口排出。

2. 催化劑

   • 功能：是SCR系統的“心臟”，其表面提供活性位點，在特定溫度下促進氨氣（NH?）與NOx發生還原反應，生成無害的氮氣（N?）和水（H?O）。

   • 類型：最常見的是釩鈦基催化劑，形式通常為蜂窩式、板式或波紋板式。

二、 還原劑制備與供應系統

這個系統負責生產、存儲和精確計量輸送反應所需的氨氣。

1. 氨區：這是一個相對獨立的區域，是還原劑的存儲和制備中心。

   • 液氨儲罐：用于存儲液態的無水氨。這是最經濟的方式，但因其有毒、易燃易爆，安全要求極高。

   • 氨蒸發器：通過加熱（通常用蒸汽或電加熱）將液態氨氣化成氣態氨。

   • 氨氣緩沖罐：緩沖和穩定氣氨的壓力，確保后續輸送的穩定性。

   • 稀釋風機：提供空氣，將高濃度的氣氨稀釋到爆炸下限以下的安全濃度（通常<5%），形成氨/空氣混合氣體。

   • （替代方案）尿素制氨系統：由于液氨的安全隱患，許多電廠改用尿素作為還原劑前體。

     • 尿素溶解罐：將顆粒尿素溶解成一定濃度的尿素溶液。

     • 尿素溶液儲罐：存儲制備好的尿素溶液。

     • 水解爐或熱解爐：

       • 水解爐：在高溫高壓下，尿素溶液與水反應生成NH?和CO?。

       • 熱解爐：在高溫下，尿素溶液迅速分解生成NH?、HNCO（異氰酸），并進一步水解成NH?和CO?。

三、 煙氣與噴射系統

這個系統負責將還原劑與煙氣均勻混合，為反應創造最佳條件。

1. 噴氨格柵

   • 功能：位于反應器入口前的煙道內，由一系列管道和噴嘴組成。其核心作用是將稀釋后的氨/空氣混合氣體均勻地噴射到煙氣中。

   • 設計關鍵：AIG的設計至關重要，必須確保在催化劑入口截面上的氨濃度與NOx濃度分布匹配（即氨氮摩爾比分布均勻），才能保證高脫硝效率和低氨逃逸。

2. 靜態混合器

   • 功能：安裝在AIG之后，反應器之前。通過其特殊的葉片結構，增強煙氣的湍流，促進氨氣與煙氣的充分、均勻混合。

3. 煙道及擋板門

   • 旁路擋板門：在機組啟停或低負荷時，若煙氣溫度不符合催化劑要求，可開啟旁路，使煙氣繞過反應器，保護催化劑。

   • 進出口擋板門：用于隔離SCR系統，以便進行檢修。

四、 吹灰系統

由于煙氣中含有大量粉塵，會堵塞催化劑孔道，因此必須定期清理。

1. 聲波吹灰器

   • 原理：通過號角產生高強度、特定頻率的聲波，使粉塵顆粒產生共振、松動，并隨煙氣流出。優點是無機械部件、對催化劑無磨損、覆蓋范圍廣，適用于粉塵濃度不極高的場合。

2. 蒸汽吹灰器/耙式吹灰器

   • 原理：使用高壓蒸汽或壓縮空氣作為介質，通過可伸縮的耙管或噴槍直接吹掃催化劑表面。清灰效果更徹底，適用于粉塵濃度極高、粘性大的場合（如燃用高硫煤、垃圾焚燒廠）。

五、 控制系統（DCS / CEMS）

這是整個SCR系統的大腦。

1. 分散控制系統（DCS）

   • 功能：接收來自CEMS和各類傳感器的信號（如NOx濃度、煙氣流量、溫度、氨氣流量等），通過預設的程序和算法，實時、精確地控制噴氨量，在保證脫硝效率的同時最大限度地降低氨逃逸。

2. 煙氣連續排放監測系統（CEMS）

   • 功能：實時監測反應器入口和出口的NOx濃度、O?含量、溫度等參數，并將數據傳送給DCS，作為控制的依據。出口的氨逃逸濃度也由專門的分析儀監測。