SCR脱硝反应原理
scr脱硝原理
scr脱硝原理
脱硝是指将燃烧过程中产生的氮氧化合物（NOx）转化为无害物质的过程。
常用的脱硝方法包括选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）。
SCR脱硝原理是在高温下将脱硝剂（如氨气或尿素溶液）喷
入烟气中，通过与氮氧化合物发生氨化反应来降低其浓度。
SCR脱硝是一种催化反应，需要利用催化剂作为反应介质。
常见的催化剂是钒、钼、钛等金属，它们具有良好的催化活性，能够促使氨气和氮氧化合物发生反应。
在SCR脱硝过程中，氨气和氮氧化合物在催化剂的作用下发
生催化还原反应，生成N2（氮气）和H2O（水）。
具体反应
式为：
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
为了保证SCR脱硝的效果，需要注意控制脱硝剂的投加量、
烟气温度、氨气与氮氧化合物的比例，以及催化剂的活性和稳定性等因素。
此外，还需要使用高效的脱硝催化剂和脱硝装置，以提高脱硝效率和降低能耗。
SCR脱硝是目前应用较广泛的脱硝技术之一，具有脱硝效率高、处理适应性强、操作稳定等优点。
它在发电厂、钢铁厂、化工厂等工业领域被广泛应用，有效降低了大气污染物排放。
SCR和SNCR脱硝技术
SCR和SNCR脱硝技术SCR脱硝技术SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:催化剂4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O催化剂NO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度X围内有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。
烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。
因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。
烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。
SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。
SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR 系统的脱硝效率等。
第二天第1节 SCR脱硝原理与工艺
• 为达到系统设计要求的脱硝效率和NH3逃逸限值，在设计中要充分利用 催化剂、尽可能使氨在烟气中均匀分布。反应器入口设置烟气分布系统， 以确保烟气在反应器截面上的均匀分布，从而有效利用催化剂。
• 催化剂选型必须考虑烟气特点和运行参数范围，但是确保催化剂实现最 佳催化效果的先决条件是正确设计关键设备，如：SCR反应器、烟道内 部构件和喷氨系统，确保催化剂层均匀的烟气流动条件以及氨和烟气的 均质混合是至关重要。通过CFD和实体模型对SCR脱硝装置进行流场模 拟是达到这一目的必不可少的手段。
板式催化剂的积灰与堵塞
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蜂窝式催化剂的积灰与堵塞
低尘布置：SCR喷氨法催化剂反应器置于 空气预热器与静电除尘器之间
空气 NH3+空气 NH3 NH3储罐蒸 发器 SCR
锅炉
空气预热器
FGD ESP 空气
去烟囱
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优点： • 锅炉烟气经过静电除尘器后，粉尘浓度降 低，可以延长催化剂寿命； • 与锅炉本体独立，不影响锅炉正常运行； • 氨的泄漏量比高温高尘布置方式的泄漏量 要少。
SCR反应器的内部实物图
1.SCR反应器 SCR反应器截面成矩形，壳体由起到加强作用的型钢和钢板组成， 反应器的载荷通过它的两侧承重墙均匀的分布，向下传递，利用反应 器底部的弹性支座传递到SCR钢构架的支撑梁上。 SCR反应器外壁一侧在每一层催化剂处均设有检修门，用于将催 化剂模块装入催化剂层或更换催化剂模块。每个催化剂层设有人孔， 在机组停运时允许进入检查或检测催化剂模块。
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SCR工艺布置
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高尘布置：催化剂反应器布置在空气预热器前
NH3+空气 NH3
SCR
NH3
NH3储罐蒸发器 锅炉
scr脱硝原理及ggh原理
scr脱硝原理及ggh原理
SCR脱硝原理：
SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝原理是利用NH3和催化剂
（如铁、钒、铬、钴或钼等碱金属）在温度为200~450℃时将NOX还原
为N2。
在这一过程中，NH3具有选择性，只与NOX发生反应，基本上不与O2反应，因此称为选择性催化还原脱硝。
催化剂的选取是SCR法的关键，需要满足活性高、寿命长、经济性好和不产生二次污染的要求。
SCR脱硝工艺流程：
1. 在100%负荷工况下，对烟气进行升温至250℃后，再将烟气补燃加热至280℃进入脱硝SCR反应器。
2. 在280℃的烟气温度下，烟气中NOX和氨气进行混合后在催化剂的作用下完成预定的脱硝过程。
3. 脱硝后的净烟气再次进入GGH（Gas-Gas Heater，烟气-烟气换热器）。
4. 净烟气经过GGH后通过与起始阶段的低温烟气接触，冷却至℃，最终通过系统增压引出排放。
GGH（Gas-Gas Heater）原理：
GGH是一种烟气-烟气换热器，主要作用是对净烟气进行冷却，以便后续的排放。
其工作原理是利用起始阶段的低温烟气与脱硝后的净烟气进行热交换，使净烟气冷却至℃。
这一过程提高了烟气的温度，减少了冷凝物的产生，并有助于保持系统的稳定性。
SCR和SNCR
SCR和SNCRSCR脱硝技术SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:催化剂4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O催化剂NO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度范围内有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。
烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。
因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。
烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。
SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。
SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。
氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。
SCR和SNCR脱硝技术
SCR和SNCR脱硝技术SCR脱硝技术SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:催化剂4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O催化剂NO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度范围内有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。
烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。
因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。
烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。
SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。
SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。
脱硝的原理及注意事项
脱硝的原理及注意事项脱硝是指通过将燃烧排放氮氧化物（NOx）转化为（N2）或其他无害物质的一种环境保护技术。
尽管脱硝技术对减少空气污染有着重要作用，但其原理和操作也需要一定的注意事项。
本文将着重探讨脱硝的原理以及在实际操作中需要关注的一些问题。
我们来了解脱硝的原理。
脱硝技术主要分为选择性非催化还原法（SNCR）和选择性催化还原法（SCR）。
SNCR是通过向燃烧过程中喷射适量的脱硝剂，如氨水、尿素等，将燃烧排放的NOx还原为N2和H2O。
这种方法简单易行，但脱硝效果较低，且会产生其他副产物。
SCR则是在燃烧过程中喷射氨水或尿素溶液到脱硝催化剂上，通过化学反应将NOx转化为无害的氮气和水。
这种方法的脱硝效果较好，但需要特殊催化剂和高温条件。
在实际操作中，脱硝有一些注意事项需要特别关注。
首先是脱硝系统的设计和选型。
不同的燃烧设备和排放标准对脱硝系统的要求有所不同，因此需要根据实际情况选择合适的脱硝技术和设备。
其次是脱硝剂的选择和投加控制。
脱硝剂的选择应考虑其成本、储存和运输条件以及对环境的潜在影响。
投加量的控制也很重要，过少无法达到脱硝效果，过多则会导致副产物的生成。
最后是脱硝系统的运行和维护。
脱硝设备需要定期检查和维护，确保其正常运行和性能稳定。
操作人员需要接受专业培训，了解脱硝系统的运行原理和相关安全规范。
对于脱硝技术，我个人有一些观点和理解。
脱硝技术虽然可以减少NOx的排放，但其本质上是一种终端处理技术，并不能解决根本问题。
我们更应该从源头防控NOx的产生，采取更加清洁和可持续的燃烧方式，如采用低氮燃烧技术或可再生能源替代传统燃料。
脱硝技术在应用过程中需要综合考虑经济、环境和可行性等因素，并寻求技术创新和改进，以进一步提高脱硝效率和降低成本。
政府和企业应加强监管和自律，严格执行脱硝排放标准，推动脱硝技术的普及和应用。
脱硝技术在环境保护中具有重要意义，但在实际应用中也存在一些挑战和注意事项。
通过理解脱硝技术的原理和操作要点，我们可以更好地应对环境问题，并促进绿色可持续发展。
第11章SCR脱硝原理与工艺
一、SCR反应机理（P174) 1.SCR反应流程
图11-1 SCR反应流程示意图
2.SCR反应机理
在一定温度和催化剂作用下，还原剂（NH3、尿 素）选择性地与烟气中NOx反应生成N2和H2O。 反应如下：
主要反应，温度 4NH3 4NO O2 催化剂4N2 6H2O
（三）尿素水解与热解比较
表11-2 热解法与水解法比较
热解法
水解法
热力控制工艺
高压操作
使用气体燃料或柴油
需要高温
喷入40～50%浓度尿素溶 低浓度尿素溶液
液
跟随能力强，响应时间快 响应时间与跟随能力差
氨逃逸控制好
水用量大，浪费能源
控制简单
负荷变化时，易生成残留
尿素聚合物堵塞管道
成本较低
需高压容器，设备要求高
290~430℃
4NH3 2NO2 O2 催化剂3N2 6H2O
副反应，温度＞450℃
4NH3 3O2 2N2 6H2O 4NH3 5O2 4NO 6H2O
2NH3 N2 3H2
SO2 + 1/2 O2
SO3
NH3 + SO3 + H2O
NH4 HSO4
典型SCR 脱硝反应器示意图
原
NH3
H2O 净
NOx
NH3
NOx NH3
N2 H2O
N2 H2O
图11-3 SCR工艺化学反应过 ❖NH3喷射温程度范围：290～430℃；≥90％脱硝率 ； ❖投资费用高，空间限制，NH3泄漏，SO2转化，催 化剂中毒失火,粉煤灰综合利用问题等； ❖容量范围：122－1300MW
SCR法脱硝技术简介
SCR 法脱硝技术简介一、SCR 脱硝原理SCR 的全称为选择性催化还原法(Selective Catalytic Reducation)。
催化还原法是用氨或尿素之类的还原剂，在一定的温度下通过催化剂的作用，还原废气中的NO x (NO 、NO 2)，将NO x 转化非污染元素分子氮(N 2)，NO x 与氨气的反应如下：CO(NH 2)2+H 2O→2NH 3+CO 2(尿素热解，氨水无热解直接使用)4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2O6NO 2+8NH 3→7N 2+12H 2OSCR 系统包括催化剂反应器、还原剂制备系统、氨喷射系统及相关的测试控制系统。
SCR 工艺的核心装置是催化剂和反应器，有卧式和立式两种布置方式，本项目采用卧式。
该工艺为最新成熟工艺。
二、工艺流程变化现有生产工艺流程：增加SCR 系统工艺流程：氮氧化物 一级水吸收 二级水吸收 碱吸收 总碱塔吸收 氧化塔转化吸收 总塔吸收后排放 氮氧化物 一级水吸收 二级水吸收 碱吸收 总碱塔吸收氧化塔转化吸收 SCR 系统催化还原 总塔吸收后排放三、工艺变更的目的及效果：3.1现有工艺全部采用水、碱喷射强制吸收，喷射泵运行较多，运行成本高。
尾气排放每天监测大约在80～110mg/m3,虽符合国家及当地排放要求，但是排放指标偏上。
3.2根据国家政策，在原有工艺基础上，在氧化塔与总吸收排放塔之间增加SCR催化还原吸收系统，在原有排放的基础上再次深度治理，可保证尾气排放指标≤50mg/m3。
前面工序喷射泵可停止部分使用，降低能耗及噪声污染。
四、项目投资：SCR系统总投资为：78万元。
配套辅助工程管道、原料储罐投资约4万元。
合计投资：84万元。
以上投资全部为环保设备设施投资。
SCR脱硝原理及相关知识
SCR脱硝原理及相关知识影响NOx生成的主要因素有哪些?锅炉烟气中的NOx主要来自燃料中的氮，从总体上看燃料氮含量越高，则NOx的排放量也就越大。
此外还有很多因素都会影响锅炉烟气中的NOx含量的多少，有燃料种类的影响，有运行条件的影响，也有锅炉负荷的影响。
➢锅炉燃料特性影响煤挥发成分中的各种元素比会影响燃烧过程中的NOx生成量，煤中氧/氮(O/N)比值越大，NOx排放量越高;即使在相同O/N比值条件下，转化率还与过量空气系数有关，过量空气系数大，转化率高，使NOx排放量增加。
此外，煤中硫/氮(S/N) 比值也会影响到SO2和NOx的排放水平，S和N氧化时会相互竞争，因此，在锅炉烟气中随SO2排放量的升高，NOx排放量会相应降低。
➢锅炉过量空气系数影响当空气不分级进入炉膛时，降低过量空气系数，在一定程度上会起到限制反应区内氧浓度的止的，因而对NOx的生成有明显的控制作用，采用这种方法可使NOx的生成量降低15%-20%。
但是CO随之增加，燃烧效率下降。
当空气分级进入时，可有效降低NOx排放量，随着一次风量减少，二次风量增，N被氧人的速度降低，NOx的排放量也相应下降。
➢锅炉燃烧温度影响燃烧温度对NOx排放量的影响已取得共识，即随着炉内燃烧温度的提高，NOx排放量上升。
➢锅炉负荷率影响通常情况下，增大负荷率，增加给煤量，燃烧室及尾部受热面处的烟温随之增高，挥发分N生成的NOx随之增加。
氮氧化物的的危害有哪些?➢NO能使人中枢神经麻痹并导致死亡，NO2会造成哮喘和肺气肿，破坏人的心、肺、肝、肾及造血组织的功能丧失，其毒性比NO 更强。
无论是NO、NO2或 N2O，在空气中的最高允许浓度为5mg/ m3(以NO2计)。
➢NOx与 SO2一样，在大气中会通过干沉降和湿沉降两种方式降落到地面，最终的归宿是硝酸盐或是硝酸。
硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更强，因为它在对水体的酸化、对土壤的淋溶贫化、对农作物和森林的灼伤毁坏、对建筑物和文物的腐蚀损伤等方面丝毫不不逊于硫酸型酸雨。
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SCR脱硝反应原理
SCR（Selective Catalytic Reduction）——选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都应用此技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达90%以上），运行可靠，便于维护等优点。
SCR 技术原理为：在催化剂作用下，向温度约280～420 ℃的烟气中喷入氨，将NO X 还原成N2和H2O。
NH3与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂(如V2O5-TiO2)的反应器，NO x与NH3在其中发生还原反应，生成N2和H2O。
反应器中的催化剂分上下多层(一般为3—4层)有序放置。
该方法存在以下问题：催化剂的时效和烟气中残留的氨。
为了增加催化剂的活性，应在SCR前加高校除尘器。
残留的氨与SO2反应生成(NH4)2SO4，NH4HSO4 很容易对空气预热器进行粘污，对空气预热器影响很大。
在布置SCR 的位置是我们应多反面考虑该问题。