SCR、SNCR脱硝工艺和原理详解

环评爱好者网 2022-07-18

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以下为正文

第一部分

1、什么是SCR烟气脱硝技术
SCR烟气脱硝技术即选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，简称 SCR)，是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂，利用催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属) 在温度为200-450℃时将烟气中的 NOx转化为氮气和水。由于NH3具有选择性，只与NOx发生反应，基本不与O2反应，故称为选择性催化还原脱硝。在通常的设计中，使用液态纯氨或氨水(氨的水溶液)，无论以何种形式使用氨，首先使氨蒸发，然后氨和稀释空气或烟气混合，最后利用喷氨格栅将其喷入 SCR反应器上游的烟气中。

2、选择性催化还原法 (SCR)主要反应

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O

反应温度

230～450 ℃

一般应用温度：320～400 ℃

转化效率在70~90%之间。

3、各国氮氧化物的排放标准。

国家	固体燃料	排放限值（mg/m3）
中国（2012-01-01以后）	全部煤粉锅炉	100（超低排放机组50）
美国（2005-02-28以后的执行标准）	新建机组	135
改建机组	135
改造机组	185
欧盟（2002 年11月27日后获得许可证的电厂） *偏远地区除外，其值为300mg/m3	生物燃料	热功率50~100MW	400
热功率100~300MW	300
热功率大于300MW	200
普通燃料	热功率50~100MW	400
热功率大于100MW	200*
日本（1987.4.1至今的执行标准）	烟气量（万Nm3/h）	﹥70	410
20-70	513
<4	718

4 、锅炉脱硝系统装置的基本流程

a) 高尘ＳＣＲ系统－－首选　；ｂ）低尘ＳＣＲ系统

5、SCR系统

6、选择性催化还原（SCR）法工艺系统图

7、催化剂

8、优缺点

a、SCR烟气脱硝法的优点
SCR脱硝是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。该法的优点是:由于使用了催化剂，故反应温度较低;净化率高，可高达85%以上;工艺设备紧凑，运行可靠;还原后的氮气放空，无二次污染。
b、SCR烟气脱硝法的缺点
缺点:烟气成分复杂，某些污染物可使催化剂中毒;高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降;系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用，生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氢氨NH4HSO4,同时还会降低氨的利用率;投资与运行费用较高。

第二部分

SNCR脱硝技术

SNCR脱硝技术即选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术，是一种不用催化剂，在850-1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。

在合适的温度区域，且氨水作为还原剂时，其反应方程式为：
4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O （1）

然而，当温度过高时，也会发生如下副反应：
4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O（2）

SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%-80%，受锅炉结构尺寸影响很大。采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。

SNCR脱硝原理

SNCR 技术脱硝原理为：
在850-1100℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：
NH3为还原剂：
4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
尿素为还原剂：
NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O

SNCR脱硝系统组成：

SNCR（喷氨）系统主要由卸氨系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成。
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：
接收和储存还原剂；在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂；
还原剂的计量输出、与水混合稀释；还原剂与烟气混合进行脱硝反应。

SNCR脱硝工艺流程

如图（二）所示，水泥窑炉SNCR烟气脱硝工艺系统主要包括还原剂储存系统、循环输送模块、稀释计量模块、分配模块、背压模块、还原剂喷射系统和相关的仪表控制系统等。