溫度控制:
嚴(yán)格在溫度窗口內(nèi)運(yùn)行:啟動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),尤其要監(jiān)控?zé)煔鉁囟取.?dāng)溫度低于催化劑允許的最低溫度時(shí),應(yīng)停止噴氨,防止硫酸氫銨(ABS)生成,堵塞和腐蝕下游設(shè)備(如空預(yù)器)。
避免高溫超溫:鍋爐異常運(yùn)行(如滅火再點(diǎn)火)可能導(dǎo)致煙氣溫度瞬間超高,造成催化劑永久性燒結(jié)失活。
氨逃逸控制:
核心監(jiān)控參數(shù):氨逃逸是SCR運(yùn)行最重要的指標(biāo)之一。過高的氨逃逸會(huì)導(dǎo)致:
空預(yù)器堵塞和腐蝕:與SO?反應(yīng)生成硫酸氫銨,該物質(zhì)在150-230℃溫度區(qū)間為粘稠狀,會(huì)粘附粉塵,堵塞空預(yù)器換熱元件,并造成腐蝕。
飛灰污染:氨與飛灰結(jié)合,影響飛灰品質(zhì),不利于綜合利用。
優(yōu)化噴氨:根據(jù)出口NOx濃度和氨逃逸儀的反饋,精細(xì)調(diào)整AIG各噴口的流量,實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)噴氨”,在保證脫硝效率的同時(shí)最小化氨逃逸。
噴氨優(yōu)化調(diào)整:
定期進(jìn)行噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn),通過測量催化劑入口截面的流速、NOx濃度和NH?濃度分布,調(diào)整AIG閥門開度,使流場和摩爾比分布達(dá)到最優(yōu)。這不是一勞永逸的工作,應(yīng)在大修后或性能下降時(shí)進(jìn)行。
與上下游工藝的協(xié)同:
與燃燒調(diào)整協(xié)同:首先通過低氮燃燒技術(shù)降低入口NOx濃度,減輕SCR系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),降低噴氨量和運(yùn)行成本。
與脫硫、除塵系統(tǒng)協(xié)同:關(guān)注SCR運(yùn)行對下游空預(yù)器、除塵器、脫硫系統(tǒng)的影響。例如,控制氨逃逸就是為了保護(hù)空預(yù)器;脫硫系統(tǒng)的廢水有時(shí)可以用于沖洗空預(yù)器。
]]>高塵布置:位于鍋爐省煤器之后、空氣預(yù)熱器和除塵器之前。
優(yōu)點(diǎn):煙氣溫度高,適合催化劑反應(yīng),無需再加熱,投資和運(yùn)行成本較低。
缺點(diǎn):煙氣含塵量高,催化劑磨損和堵塞嚴(yán)重,飛灰中的有害物質(zhì)(如砷)可能使催化劑中毒。這是最常用的布置方式。
低塵布置:位于除塵器之后、脫硫塔之前。
優(yōu)點(diǎn):煙氣含塵量大幅降低,減輕了催化劑的磨損和堵塞,延長了催化劑壽命。
缺點(diǎn):煙氣溫度有所降低,可能需要換熱器來升溫,系統(tǒng)相對復(fù)雜。
尾端布置:位于整個(gè)煙氣處理系統(tǒng)的最末端(脫硫塔之后)。
優(yōu)點(diǎn):煙氣最“干凈”,粉塵和SO?含量極低,催化劑壽命最長。
缺點(diǎn):煙氣溫度已降至露點(diǎn)以下,必須重新加熱到反應(yīng)溫度,能耗和運(yùn)行成本最高。通常用于改造項(xiàng)目或特定工況。
還原劑供應(yīng)系統(tǒng):通常使用尿素溶液?或氨水?作為還原劑來源。在安全要求極高的場合,也可能使用液氨,但其存儲(chǔ)和使用有嚴(yán)格規(guī)定。尿素溶液因其安全性是目前最常用的選擇。
噴氨格柵:安裝在SCR反應(yīng)器前的煙道中,負(fù)責(zé)將蒸發(fā)的氨氣與空氣混合后,均勻地噴入煙氣中。均勻性是關(guān)鍵,直接影響脫硝效率和氨逃逸。
SCR反應(yīng)器:是系統(tǒng)的核心。內(nèi)部裝有催化劑,煙氣與氨氣在這里發(fā)生還原反應(yīng)。
催化劑:這是技術(shù)的核心。窯爐SCR催化劑需要根據(jù)具體的煙氣溫度、成分和粉塵特性進(jìn)行選擇。
吹灰系統(tǒng):由于窯爐煙氣通常含塵量高、粉塵性質(zhì)特殊(如粘性大),必須配備有效的吹灰系統(tǒng)(如蒸汽吹灰、聲波吹灰?或兩者結(jié)合)來持續(xù)清除催化劑表面的積灰,防止堵塞和活性下降。
這是SCR技術(shù)最核心的優(yōu)勢。
通常設(shè)計(jì)脫硝效率可達(dá)?80%-95%?以上,甚至更高。
能夠?qū)煔庵械腘Ox濃度降至極低的水平(例如,可輕松達(dá)到50mg/Nm3以下,以滿足最嚴(yán)格的超低排放標(biāo)準(zhǔn))。
這使得它成為應(yīng)對嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)的首選技術(shù)。
SCR技術(shù)自20世紀(jì)70年代在日本開始商業(yè)化應(yīng)用,至今已有數(shù)十年的發(fā)展歷史。
系統(tǒng)流程、關(guān)鍵設(shè)備(如催化劑、噴氨格柵)和控制系統(tǒng)都已非常標(biāo)準(zhǔn)化和成熟。
在全球范圍內(nèi)有成千上萬的成功應(yīng)用案例,尤其是在燃煤電廠、燃?xì)廨啓C(jī)、工業(yè)鍋爐和船舶發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域,長期運(yùn)行的可靠性得到了充分驗(yàn)證。
在理想工況和正確操作下,SCR反應(yīng)的最終產(chǎn)物是無害的氮?dú)夂退?/strong>,化學(xué)方程式為:4NO + 4NH? + O? → 4N? + 6H?O。
不會(huì)產(chǎn)生需要額外處理的固體廢棄物或有害液體,避免了二次污染問題。
催化劑“選擇性”地促進(jìn)NH?與NOx的反應(yīng),而不是與煙氣中的其他成分(如SO?、O?)大量發(fā)生副反應(yīng)。
這大大降低了還原劑(氨或尿素)的消耗量,提高了經(jīng)濟(jì)性。
系統(tǒng)能夠通過調(diào)節(jié)噴氨量,來適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化和NOx入口濃度波動(dòng),保持出口NOx濃度的穩(wěn)定。
通過合理的催化劑設(shè)計(jì)和布置,可以適應(yīng)不同燃料(煤、氣、油、生物質(zhì)等)的煙氣條件。
通過優(yōu)化流場設(shè)計(jì)、精確控制噴氨和定期監(jiān)控催化劑活性,可以將未參與反應(yīng)的氨逃逸?控制在很低的水平(通常< 2.5 ppm),從而減輕對下游設(shè)備(如空預(yù)器)的堵塞和腐蝕。
SCR技術(shù)可以與其他污染物控制技術(shù)很好地結(jié)合,形成高效的協(xié)同治理系統(tǒng)。最典型的例子是與靜電除塵器?和濕法脫硫?組成的“SCR + ESP/FF + WFGD”系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對多種污染物(NOx, 粉塵, SO?)的聯(lián)合脫除。
這是目前效率最高、應(yīng)用最廣的脫硝技術(shù),是實(shí)現(xiàn)超低排放的關(guān)鍵。
基本原理:在催化劑作用下,向煙氣中噴入還原劑(通常是氨氣NH??或尿素CO(NH?)?),在特定溫度窗口(通常為300-400℃)內(nèi),將NO?選擇性地還原為N?和H?O。
系統(tǒng)構(gòu)成:
還原劑供應(yīng)系統(tǒng):儲(chǔ)存和制備氨水或尿素溶液。
噴氨格柵(AIG):將還原劑均勻噴射到煙氣中。
反應(yīng)器:內(nèi)部裝有催化劑,是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的場所。
催化劑:這是SCR系統(tǒng)的核心和成本大頭。通常為V?O?-WO?/TiO?(二氧化鈦為載體,五氧化二釩為主活性成分,三氧化鎢為助劑)。催化劑的性能(活性、選擇性、壽命)直接決定脫硝效率。
布置位置:通常位于鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器之間,稱為高塵布置。此處煙氣溫度最適合催化劑工作。
優(yōu)點(diǎn):脫硝效率高(可達(dá)90%以上),技術(shù)成熟,反應(yīng)溫度窗口較寬。
挑戰(zhàn)與重點(diǎn):
催化劑中毒與堵塞:煙氣中的灰塵(飛灰)、堿金屬(如K, Na)、砷(As)、SO?等會(huì)導(dǎo)致催化劑活性下降、孔隙堵塞,需要定期吹灰和更換,成本高昂。
SO?/SO?轉(zhuǎn)化:催化劑會(huì)使部分SO?氧化為SO?,與逃逸的NH?反應(yīng)生成硫酸氫銨(ABS),后者在低溫下(空預(yù)器)具有粘性,會(huì)造成設(shè)備堵塞和腐蝕。
氨逃逸:未反應(yīng)的NH?隨煙氣排出,會(huì)造成二次污染和設(shè)備問題。控制氨逃逸是SCR運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。
基本原理:在不使用催化劑的情況下,將還原劑(通常是尿素或氨水)噴入爐膛高溫區(qū)(850-1100℃),NO?在此溫度下被還原。
系統(tǒng)構(gòu)成:相對簡單,主要是還原劑儲(chǔ)存制備系統(tǒng)和位于爐膛上的噴射器。
優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)簡單,投資成本低,無需催化劑,無堵塞問題。
缺點(diǎn):脫硝效率較低(通常為30%-50%),對溫度窗口要求極為嚴(yán)格,還原劑消耗量大,氨逃逸率高。
應(yīng)用場景:常用于對脫硝效率要求不高的中小型鍋爐,或作為SCR的補(bǔ)充(例如在低負(fù)荷時(shí),SCR入口溫度過低,可在爐膛上部進(jìn)行SNCR初步脫硝)。
還原劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)
功能:負(fù)責(zé)制備和存儲(chǔ)還原劑,并將其精確輸送到噴射系統(tǒng)。
常見還原劑:
液氨:反應(yīng)效率最高,成本較低,但因有毒,安全要求極高。
氨水:安全性比液氨高,但運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本也高。
尿素:最安全,以固體顆粒或溶液形式儲(chǔ)存,在高溫下分解產(chǎn)生氨氣。這是目前電廠最常用的選擇。
還原劑噴射系統(tǒng)
功能:將還原劑(氨或氨/空氣混合物)均勻地噴射到煙氣通道中。
關(guān)鍵部件:噴槍、噴嘴、混合器。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是確保還原劑與煙氣中的NOx充分、均勻地混合,這是保證高脫硝效率的關(guān)鍵。
反應(yīng)器(催化反應(yīng)器)
功能:這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的“心臟”部位。
內(nèi)部結(jié)構(gòu):內(nèi)部裝填有蜂窩狀或板式催化劑模塊。煙氣從這里流過,與催化劑充分接觸。
位置:通常布置在鍋爐的省煤器(預(yù)熱給水)和空氣預(yù)熱器之間,因?yàn)檫@個(gè)位置的煙氣溫度(通常在300°C – 400°C)最適合SCR反應(yīng)。
催化劑
功能:降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,使反應(yīng)在較低溫度下就能高效、快速地進(jìn)行。
成分:通常以二氧化鈦為載體,活性成分為五氧化二釩和三氧化鎢等。
壽命:催化劑會(huì)因煙氣中的灰塵(磨損)、重金屬(中毒)等而逐漸失活,需要定期更換或再生。
這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的核心容器。
SCR反應(yīng)器殼體:大型鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)部裝有催化劑,能承受高溫?zé)煔鉀_刷和腐蝕。
催化劑層:系統(tǒng)的“心臟”,通常為2+1層或3+1層配置。
備用層:為未來催化劑活性下降時(shí)預(yù)留的安裝空間和初始支撐結(jié)構(gòu)。
催化劑加載/卸載設(shè)備:包括吊裝梁、葫蘆、搬運(yùn)小車等。
吹灰系統(tǒng):清除催化劑表面積灰,防止堵塞。
蒸汽吹灰器或聲波吹灰器:根據(jù)設(shè)計(jì)選擇。
吹灰器管道、閥門及控制系統(tǒng)。
負(fù)責(zé)生產(chǎn)、存儲(chǔ)和輸送氨氣(NH?)。
還原劑存儲(chǔ)單元:
液氨法(逐漸被淘汰,安全性要求高):
液氨儲(chǔ)罐(壓力容器)
氨氣蒸發(fā)槽:將液氨加熱蒸發(fā)成氣態(tài)氨。
氨氣緩沖槽:穩(wěn)定氨氣壓力。
安全設(shè)施:氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、泄漏檢測儀、防雷防靜電設(shè)施。
尿素法(更安全,應(yīng)用廣泛):
尿素顆粒儲(chǔ)倉(大容量)
尿素溶解罐:將干尿素與除鹽水混合制成一定濃度的尿素溶液。
尿素溶液儲(chǔ)罐:帶攪拌和加熱保溫。
尿素?zé)峤鉅t或尿素水解系統(tǒng):將尿素溶液加熱分解為氨氣(NH?)和二氧化碳(CO?)。
熱解爐:需要燃燒器提供熱源。
水解反應(yīng)器:需要蒸汽提供熱源。
負(fù)責(zé)將氨氣均勻地注入煙氣中。
稀釋風(fēng)機(jī):提供空氣將濃氨氣稀釋到爆炸下限以下(通常<5%),保證安全。
氨/空氣混合器:使氨氣和空氣充分混合均勻。
噴氨格柵(AIG):安裝在SCR反應(yīng)器前的煙道中,由大量噴嘴組成,確保氨氣在煙氣橫截面上均勻分布。
流量調(diào)節(jié)閥、關(guān)斷閥:精確控制氨氣的投加量。
連接鍋爐與脫硝反應(yīng)器的通道。
煙道及支架:連接省煤器出口、反應(yīng)器、空預(yù)器入口的鋼結(jié)構(gòu)煙道。
導(dǎo)流板、整流格柵:優(yōu)化煙氣流場,使其均勻進(jìn)入催化劑層,提高反應(yīng)效率和降低磨損。
膨脹節(jié):補(bǔ)償煙道熱膨脹。
反應(yīng)器出口/入口煙道。
系統(tǒng)的“大腦”,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
NOx/O?濃度分析儀(CEMS):在反應(yīng)器入口和出口連續(xù)監(jiān)測煙氣參數(shù),為控制氨氣投加量提供依據(jù)。
氨逃逸監(jiān)測儀:監(jiān)測反應(yīng)器出口未參與反應(yīng)的氨氣濃度,防止過量噴氨。
流量、壓力、溫度傳感器:遍布整個(gè)系統(tǒng)。
分布式控制系統(tǒng)(DCS):接收所有信號(hào),通過預(yù)設(shè)程序自動(dòng)控制稀釋風(fēng)機(jī)、噴氨閥、吹灰器等設(shè)備。
安全儀表系統(tǒng)(SIS):特別是對于液氨系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)緊急安全聯(lián)鎖停車。
蒸汽系統(tǒng):為蒸發(fā)槽、熱解爐或水解器提供熱源。
壓縮空氣系統(tǒng):為氣動(dòng)閥門、儀表提供氣源。
冷卻水系統(tǒng):為某些設(shè)備提供冷卻。
廢水系統(tǒng):主要來自尿素溶液制備的排水。
這是完成脫硝化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵部分。
SCR反應(yīng)器
功能:是脫硝反應(yīng)發(fā)生的容器和場所,內(nèi)部安裝催化劑層。
結(jié)構(gòu):通常是一個(gè)大型的鋼制立式箱體,內(nèi)部設(shè)有催化劑模塊的支撐結(jié)構(gòu)、檢修門、人孔、吹灰器等。煙氣從入口進(jìn)入,經(jīng)過催化劑層后從出口排出。
催化劑
功能:是SCR系統(tǒng)的“心臟”,其表面提供活性位點(diǎn),在特定溫度下促進(jìn)氨氣(NH?)與NOx發(fā)生還原反應(yīng),生成無害的氮?dú)猓∟?)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。
這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)生產(chǎn)、存儲(chǔ)和精確計(jì)量輸送反應(yīng)所需的氨氣。
氨區(qū):這是一個(gè)相對獨(dú)立的區(qū)域,是還原劑的存儲(chǔ)和制備中心。
液氨儲(chǔ)罐:用于存儲(chǔ)液態(tài)的無水氨。這是最經(jīng)濟(jì)的方式,但因其有毒、易燃易爆,安全要求極高。
氨蒸發(fā)器:通過加熱(通常用蒸汽或電加熱)將液態(tài)氨氣化成氣態(tài)氨。
氨氣緩沖罐:緩沖和穩(wěn)定氣氨的壓力,確保后續(xù)輸送的穩(wěn)定性。
稀釋風(fēng)機(jī):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(tǒng):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(chǔ)罐:存儲(chǔ)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(yīng)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(jìn)一步水解成NH?和CO?。
這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)將還原劑與煙氣均勻混合,為反應(yīng)創(chuàng)造最佳條件。
噴氨格柵
功能:位于反應(yīng)器入口前的煙道內(nèi),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(shè)計(jì)關(guān)鍵:AIG的設(shè)計(jì)至關(guān)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。
靜態(tài)混合器
功能:安裝在AIG之后,反應(yīng)器之前。通過其特殊的葉片結(jié)構(gòu),增強(qiáng)煙氣的湍流,促進(jìn)氨氣與煙氣的充分、均勻混合。
煙道及擋板門
旁路擋板門:在機(jī)組啟停或低負(fù)荷時(shí),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(yīng)器,保護(hù)催化劑。
進(jìn)出口擋板門:用于隔離SCR系統(tǒng),以便進(jìn)行檢修。
由于煙氣中含有大量粉塵,會(huì)堵塞催化劑孔道,因此必須定期清理。
聲波吹灰器
原理:通過號(hào)角產(chǎn)生高強(qiáng)度、特定頻率的聲波,使粉塵顆粒產(chǎn)生共振、松動(dòng),并隨煙氣流出。優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)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。
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(zhì),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)。
這是整個(gè)SCR系統(tǒng)的大腦。
分散控制系統(tǒng)(DCS)
功能:接收來自CEMS和各類傳感器的信號(hào)(如NOx濃度、煙氣流量、溫度、氨氣流量等),通過預(yù)設(shè)的程序和算法,實(shí)時(shí)、精確地控制噴氨量,在保證脫硝效率的同時(shí)最大限度地降低氨逃逸。
煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)
功能:實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)器入口和出口的NOx濃度、O?含量、溫度等參數(shù),并將數(shù)據(jù)傳送給DCS,作為控制的依據(jù)。出口的氨逃逸濃度也由專門的分析儀監(jiān)測。
一個(gè)典型的SCR脫硝系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成:
還原劑儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng):
通常使用液氨、氨水或尿素作為還原劑來源。尿素需要在系統(tǒng)中經(jīng)過熱解或水解后生成NH?。
包括儲(chǔ)罐、蒸發(fā)器、稀釋風(fēng)機(jī)、噴射泵等設(shè)備。
還原劑噴射系統(tǒng):
位于SCR反應(yīng)器上游的煙道上。
通過精心設(shè)計(jì)的噴槍格柵,將還原劑均勻地噴射并混合到煙氣中。
SCR反應(yīng)器:
是系統(tǒng)的核心,內(nèi)部裝填有催化劑。
煙氣與還原劑在反應(yīng)器中充分混合后,在催化劑表面發(fā)生還原反應(yīng)。
催化劑:
通常是以二氧化鈦為載體,五氧化二釩和三氧化鎢或三氧化鉬為活性成分的蜂窩式、板式或波紋式催化劑。
催化劑的設(shè)計(jì)和選擇直接影響脫硝效率、系統(tǒng)阻力和運(yùn)行成本。
吹灰系統(tǒng):
由于煙氣中含有粉塵,會(huì)堵塞催化劑孔道,因此需要定期使用聲波吹灰器或蒸汽/壓縮空氣吹掃器清除催化劑表面的積灰,保持其活性。
還原劑(如液氨)經(jīng)蒸發(fā)后與稀釋空氣混合,形成安全的氨氣混合氣。
該混合氣通過噴射系統(tǒng)被均勻地注入到SCR反應(yīng)器前的煙道中,與煙氣充分混合。
混合后的煙氣進(jìn)入SCR反應(yīng)器,穿過催化劑層。
在催化劑的最佳工作溫度窗口(通常為?300-420℃)下,NH?與NOx發(fā)生還原反應(yīng),生成N?和H?O。
凈化后的煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器、除塵器和脫硫裝置后,經(jīng)煙囪達(dá)標(biāo)排放。
優(yōu)點(diǎn):
脫硝效率高:通常可達(dá)80%-90%,甚至更高。
技術(shù)成熟,運(yùn)行可靠,應(yīng)用廣泛。
副產(chǎn)物為無害的N?和H?O,無二次污染。
對鍋爐等主體設(shè)備運(yùn)行影響較小。
挑戰(zhàn)與缺點(diǎn):
初始投資高,催化劑價(jià)格昂貴。
運(yùn)行成本較高,涉及催化劑的更換和還原劑的消耗。
氨逃逸:未反應(yīng)的微量氨氣會(huì)隨煙氣排出,可能造成下游設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。
煙氣溫度需滿足催化劑活性要求,對低負(fù)荷運(yùn)行的鍋爐可能需要進(jìn)行煙氣再加熱。
催化劑失效后屬于危險(xiǎn)廢物,需要妥善處理。
SO?氧化:催化劑可能將部分SO?氧化成SO?,與逃逸的氨生成硫酸氫銨,易堵塞和腐蝕下游的空預(yù)器等設(shè)備。
SCR脫硝技術(shù)以其極高的脫硝效率和可靠性,成為全球范圍內(nèi)電站和工業(yè)鍋爐滿足嚴(yán)格環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的首選技術(shù)。盡管存在投資運(yùn)行成本高、氨逃逸等問題,但通過不斷優(yōu)化催化劑性能、改進(jìn)噴射和控制系統(tǒng),它仍然是當(dāng)前控制氮氧化物最有效的技術(shù)手段之一,為減少酸雨、光化學(xué)煙霧和霧霾等環(huán)境問題做出了重要貢獻(xiàn)。
]]>SCR反應(yīng)器是選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction, SCR)?脫硝技術(shù)的核心設(shè)備。它是一個(gè)大型的、內(nèi)部裝有催化劑的容器或空間,工業(yè)煙氣(如燃煤電廠、燃?xì)廨啓C(jī)、垃圾焚燒廠、船舶發(fā)動(dòng)機(jī)、工業(yè)鍋爐等排放的煙氣)在通過它時(shí),其中的氮氧化物(NOx)會(huì)在催化劑的作用下,與注入的還原劑(通常是氨氣或尿素)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成無害的氮?dú)猓∟?)和水(H?O),從而大幅降低NOx的排放。
一個(gè)完整的SCR系統(tǒng)不僅包括反應(yīng)器本體,還包括其上下游的關(guān)鍵設(shè)備。
上游系統(tǒng):
還原劑制備與噴射系統(tǒng):
尿素溶液儲(chǔ)罐 & 水解/熱解爐:如果將尿素溶液作為還原劑,需要將其加熱分解為NH?和CO?。
液氨/氨水儲(chǔ)罐 & 蒸發(fā)器:如果將液氨或氨水作為還原劑,需要將其汽化為氣態(tài)氨。
噴氨格柵(AIG):位于反應(yīng)器入口前的煙道內(nèi),由一系列噴嘴組成,確保氣態(tài)氨與煙氣均勻混合。
反應(yīng)器本體:
反應(yīng)器殼體和煙道:通常由碳鋼制成,內(nèi)部有防腐和保溫襯里,能承受高溫和腐蝕。
催化劑層:反應(yīng)器的“心臟”。通常設(shè)計(jì)為2-4層,像書架一樣布置在反應(yīng)器內(nèi)。
類型:常見的有蜂窩式、板式和波紋板式。
成分:活性成分主要是V?O?(五氧化二釩)-WO?(三氧化鎢)-TiO?(二氧化鈦)體系。
吹灰器:由于煙氣中含有粉塵,會(huì)堵塞催化劑孔道。吹灰器(通常是蒸汽吹灰器或聲波吹灰器)定期工作,清除催化劑表面的積灰,保持其活性。
催化劑吊裝與更換系統(tǒng):設(shè)計(jì)有專門的檢修門和吊裝機(jī)構(gòu),便于催化劑的安裝、測試和更換。
下游系統(tǒng):
煙氣分析儀(CEMS):在反應(yīng)器出口連續(xù)監(jiān)測NOx、NH?(氨逃逸)、O?等濃度,并將信號(hào)反饋給噴氨系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
3.優(yōu)勢:
脫硝效率極高:可達(dá)90%以上,是目前最成熟、應(yīng)用最廣、效率最高的煙氣脫硝技術(shù)。
技術(shù)成熟可靠:運(yùn)行穩(wěn)定,有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
副產(chǎn)物無害:主要生成氮?dú)夂退瑹o二次污染。