--SCR脱硝技术大全

我国氮氧化物的排放情况：

氮氧化物的危害

随着我国经济的发展，能源消耗带来的环境污染也越来越严重，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。其中烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源近年来，氮氧化物(NOx，包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O和N2O5等多种化合物）的治理已经成为人们关注的焦点之一。

在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NOx，故大气中NO普遍以NO的形式存在。空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3),在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，NO2转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。此外，NOx还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大，此时NO再与平流层内的O3发生反应生成NO2、O2，NO2与O2进一步反应生成NO 和O2，从而打破O3平衡，使O3浓度降低导致O3层的耗损。

我国氮氧化物的排放情况

在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。随着我国经济实力的增强，耗电量也将逐步加大。目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目，但烟气脱硝还未大规模的开展。有研究资料表明，如果继续不加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。

我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一,据统计,我国67%的氮氧化物(NOx)排放量来自于煤炭的燃烧。据国家环保总局统计预测, 2005年和2010年我国火电厂煤炭消耗量分别占全国总量的56%和64%,火电厂NOx产生量占全国总量的50%。从燃煤消耗对NOx排放贡献值来看,火电厂NOx排放控制是我国NOx排放总量控制关键所在。随着我国最新的《火电厂大气污染物控制排放标准》和《大气污染防治法》的颁布实施以及《京都议定书》的正式生效,国内对NOx 的排放控制将日趋严格,在火力发电厂中采用有效的NOx排放控制措施势在必行。

在目前各种脱硝技术中,选择性催化还原脱硝(SCR)是应用最多、效率最高而且是最成熟的技术之一,该技术在20世纪70年代末80年代初首先由日本发展起来,之后迅速在日本、欧洲、美国等国家和地区的电站得到应用。我国烟气脱硝技术的研究开展得相对较晚,目前已建或拟建的脱硝工程几乎均以购买欧美和日本技术使用权为主,部分环保企业通过

自主开发或引进消化吸收的方式也掌握了一定的烟气脱硝技术,但核心技术(特别是催化剂)仍未实现国产化,而引进技术存在技术使用费高、难以掌握核心技术、可升级性差等突出难题,制约着我国NOx治理的开展。

SCR脱硝技术简介:

在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统的示范工程，其后SCR技术在日本得到了广泛应用。在欧洲已有120 多台大型装置的成功应用经验，其NOx 的脱除率可达到80%~90%。到目前为止，日本大约有170套装置，接近100GW 容量的电厂安装了这种设备，美国政府也将SCR 技术作为主要的电厂控制NOx的主要技术，报道指出SCR 方法已成为目前国内外电厂脱硝比较成熟的主流技术。

SCR法烟气脱硝原理

在催化剂作用下，向温度约280～420℃的烟气中喷入氨，将NO和NO2还原成N2和H2O。化学反应方程式如下：

4NO+ 4NH3+O2→ 4N2+6H2O

6NO+4NH3→ 5N2+6H2O

6NO2+8NH3→7NO2+12H2O

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

SCR 法烟气脱硝反应原理图如图1 所示。

SCR 法烟气脱硝工艺流程示意图如图2所示。

SCR脱硝催化剂种类

SCR烟气脱硝技术的关键是选择优良的催化剂。SCR催化剂应具有:活性高、抗中毒能力强、机械强度和耐磨损性能好、具有合适的操作温度区间等特点。SCR 催化剂可以根据原材料、结构、工作温度、用途等标准进行不同的分类。

蜂窝式、板式和波纹式SCR脱硝催化剂

按结构不同SCR脱硝催化剂分为蜂窝式、板式和波纹式。

蜂窝式催化剂属于均质催化剂，以TiO3、V2O5、WO3为主要成分，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面遭到灰分等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，催化剂可以再生。蜂窝式是目前市场占有份额最高的催化剂形式,它是以Ti-W-V为主要活性材料,采用TiO2等物料充分混合,经模具挤压成型后煅烧而成。其特点是单位体积的催化剂活性高,达到相同脱硝效率所用的催化剂体积较小,适合灰分低于30 g/m3、灰粘性较小的烟气环境。

SCR脱硝高温型和低温型催化剂

按工作温度不同催化剂分为高温型和低温型。高温型催化剂以TiO2、V2O5为主要成分，适用工作温度为280～400℃，适用于燃煤电厂、燃重油电厂和燃气电厂。低温型催化剂以TiO2、V2O5、MnO为主要成分，适用工作温度为大于180℃，已用于燃油、燃气电厂，韩国进行了燃煤电厂的工业应用试验。