SCR法的基本原理

選擇性催化還原法(SelectiveCatalyticReduction，SCR)是指在催化劑的作用下，利用還原劑(如NH3)“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無(wú) 毒 無(wú) 污 染的N2和H2O。其原理首先由Engelhard公司發(fā)現(xiàn)并于1957年申請(qǐng)，后來(lái)日本在該國(guó)環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下，成功研制出了現(xiàn)今被廣泛使用的V2O5/TiO2催化劑，并分別在1977年和1979年在燃油和燃煤鍋爐上成功投入商業(yè)運(yùn)用。SCR技術(shù)對(duì)鍋爐煙氣NOx控制效果十 分顯著、技術(shù)較為成熟，目前已成為世界上應(yīng)用zui多、zui有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。

在SCR脫硫脫硝過(guò)程中，通過(guò)加氨可以把NOx轉(zhuǎn)化為空氣中天 然含有的氮?dú)?N2)和水(H2O)，其主要的化學(xué)反應(yīng)如下：

4NO 4NH3 O2→4N2 6H2O(5-1)

6NO 4NH3→5N2 6H2O(5-2)

6NO2 8NH3→7N2 12H2O(5-3)

2NO2 4NH3 O2→3N2 6H2O(5-4)

在沒(méi)有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只在很窄的溫度范圍內(nèi)(850～1100℃)進(jìn)行，采用催化劑后使反應(yīng)活化能降低，可在較低溫度(300～400℃)條件下進(jìn)行。而選擇性是指在催化劑的作用和氧氣存在的條件下，NH3優(yōu)先與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不和煙氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)。

在選擇性催化還原系統(tǒng)中，一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨和空氣的混和系統(tǒng)、氨噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等組成，對(duì)火電廠來(lái)說(shuō)，SCR反應(yīng)器一般安裝在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間，因?yàn)榇藚^(qū)間的煙溫剛好適合SCR脫硝還原反應(yīng)，氨則噴射于省煤器與SCR反應(yīng)器之間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣混合后在反應(yīng)器內(nèi)與NOx反應(yīng)。催化劑安放在一個(gè)像固體反應(yīng)器的箱體內(nèi)。催化劑單元通常垂直布置，煙氣由上向下流動(dòng)。典型工藝布置和反應(yīng)原理如圖5-1所示。