选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝原理及工艺图谱介绍
选择性催化还原脱硝技术(SCR).
c.尾部烟气段布置
SCR反应器布置在烟气脱硫装置（FGD）后，催化剂将完全工作在 无尘、无二氧化硫的“干净”烟气中。 当催化剂在干净烟气中工作时，其工作寿命可达高灰段催化剂使用 寿命的两倍。 该布置方式的主要问题是将反应器布置在湿式FGD脱硫装置后，而 低温SCR催化剂还没有达到工程应用的程度，其排烟温度仅为50~60℃，
3）氨与NOx在反应器内，在催化剂的作用下反应生成N2和H2O。 N2和
H2O随着烟气进入空气预热器。在SCR进口设置NOx、O2温度监视分
析仪，在SCR出口设置NOx、O2、NH3温度监视分析仪。 NH3温度监 视分析仪监视NH3的逃逸浓度小于规定值，超过则报警并自动调节
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NH3注入量。
4）在氨气进气装置分管阀后设有氮气预留阀及接口，在停工检修时用于 吹扫管内氨气。
（1）烟气中所携带的飞灰中含有的Na、Ca、Si、As等成分会使催化剂中毒； （2）飞灰对SCR反应器的磨损； （3）飞灰将SCR反应器蜂窝状通道堵塞； （4）如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶失效；如烟气温度 降低，NH3会与SO3反应生成硫酸铵，从而堵塞SCR反应器通道和污染空气预
热器；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (a) 高灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式
(b) 低灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (c) 尾部烟气段布置；
a.高灰段布置
SCR反应器布置在省煤器与空气预热器之间，反应温度一般 为300~400 ℃，
适合催化剂的运行温度，但此时烟气中所含有的全部飞灰和二氧化硫均通过催化 剂反应器，催化剂的寿命会大大缩短；影响催化剂寿命的因素有：
得反应温度大大降低（300~450℃），从而可以在锅炉的
选择性催化还原烟气脱硝(十)
2021/9/13பைடு நூலகம்
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MoO 使用，不仅可以增强反应选择性，还可对砷引 助剂常用WO3或MoO3，不仅增加了催化剂活性、温度范围，还改善催化剂机械结构和晶体结构，同时增强催化剂的抗毒和选择性。
还原剂为：碳氢化合物3，氨，尿素等，主要应用的是氨。
起的中毒有很好的耐受性；但其活性低于WO ，而 但其活性低于WO3 ，而且MoO3会使少量NOx转化为N2O， N2O为温室气体，对环境危害非常大。
二、催化剂V2O5-WO3/TiO2结构
善催化剂机械结构和晶体结构。 在催化过程中，还原剂NH3与催化剂中的B酸中心发生强的化学吸附，而NOx几乎不被催化剂吸附；
二、催化剂V2O5-WO3/TiO2结构
以氨为还原剂的SCR反应如下：
• MoO 所活以性， 组选分择不助仅剂对时NH，3常作3倾用向下于的WNOOx3有还原作用，也将烟气中的SO2氧化为SO3，添加助剂可提高选择性，使其只对前者有作用。
选择性催化还原法-烟气脱硝（SCR）
一、脱硝原理
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• 在一定温度和催化剂作用 下，还原剂有选择性地把 烟气中的NOx还原为无毒无 污染的N2和H2O。
• 催化剂用V2O5-WO3/TiO2
• 还原剂为：碳氢化合物， 氨，尿素等，主要应用的
是氨。以氨为还原剂的 SCR反应如下：
4NH3 + 4NO + O2 4NH3 + 2N2O + O2
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。
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。
选择性催化还原脱硝技术(SCR)
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
• 一、SCR脱硝技术原理 • 二、SCR系统组成及工艺流程介绍 • 三、 SCR催化剂的失活及其应对措施 • 四、SCR烟气脱硝装置问题及优化
一、SCR脱硝技术原理
1.1 反应机理
SCR反应原理与SNCR相同，只是由于使用了催化剂使 得反应温度大大降低（300~450℃），从而可以在锅炉的 省煤器与空气预热器之间的烟道喷入的NH3、烃类等还原 剂在烟气中O2的作用下将NOX快速还原成无害的N2和H2O。
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总体布置 SCR反应器可以安装在锅炉的不同位置，一般分三种情况： 1）位于锅炉省煤器和空气预热器之间的高灰SCR系统； 2）安装在高温电除尘器之后的低灰SCR系统； 3）安装在FGD脱硫塔之后的尾部低温低灰SCR系统。
图2-3 SCR反应器的布置方式 (a) 高灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (b) 低灰段布置；
• 催化剂的失活主要有化学失活和物理失活，失活的主要影 响因素包括催化剂成分、结构、反应传质速率、反应扩散 速率、烟气温度、烟气成分、灰分等。
3.1 化学失活
• 典型的SCR催化剂化学失活主要是由砷、碱金属、金属氧化物等引起的 催化剂中毒。
• 碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物如MgO、CaO、Na2O、 K2O等使催化剂中毒，在催化剂活性位置与其他物质发生了反应，主要 是由于中和催化剂表面吸附的SO2生成硫化物而造成的。
内部结构 SCR工艺的核心装置是脱硝反应器，反应 器中的催化剂分上下多层（一般为3~4层）有 序放置。 图2-1为典型的SCR反应器内部结构示意图。
图2-2为水平和垂直布置的SCR反应器。
SCR锅炉烟气脱硝
附件二、锅炉烟气SCR脱硝一、SCR工艺原理利用选择性催化还原（SCR）技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法是当前世界上脱氮工艺的主流。
选择性催化还原法是利用氨（NH3）对NO X的还原功能，使用氨气（NH3）作为还原剂，将一定浓度的氨气通过氨注入装置（AIG）喷入温度为280℃-420℃的烟气中，在催化剂作用下，氨气（NH3）将烟气中的NO和NO2还原成无公害的氮气（N2）和水（H2O），“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应，在这里只选择NO X还原。
其化学反应式如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O副反应主要有：2SO2+O2→2SO3催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NO X 脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。
脱硝反应是在反应器内进行的，反应器布置在省煤器和空气预热器之间。
反应器内装有催化剂层，进口烟道内装有氨注入装置和导流板，为防止催化剂被烟尘堵塞，每层催化剂上方布置了吹灰器。
二、脱硝性能要求及工艺参数1、性能要求采用SCR脱硝技术时，脱硝工程应达到下列性能指标：NO X排放浓度控制到200mg/Nm3以下，总体脱硝效率约80%；氨逃逸浓度不大于3uL/L;SO2/SO3转化率小于1.0%；2、工艺参数脱硝工艺的设计参数见表液氨缓冲槽SCR工艺流程图3、高灰型SCR脱硝系统采用高灰型SCR工艺时，250~390℃的烟气自锅炉省煤器出口水平烟道引入，进入SCR脱硝装置入口上升烟道，经氨喷射系统喷入烟道的NH3与烟气混合后，在催化剂作用下，将NO X还原成N2和H2O，脱硝后的干净烟气离开SCR装置，进入空气预热器，回到锅炉尾部烟道。
高灰型SCR脱硝系统包括烟道接口、烟道、挡板、膨胀节、氨气制备与供应、氨喷射器、导流与整流、反应器壳体、催化剂、吹灰器、稀释风机、在线分析仪表及控制系统等部件，归纳起来可分为催化剂系统、反应器系统、氨供应与喷射系统及电气热控系统等几个部分。
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
脱硝原理简介
脱硝原理简介由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采用改进燃烧技术可以达到一定的除NO x 效果,但脱除率一般不超过60%。
使得NO x 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NO X 的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。
目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3 类。
其中干法包括选择性非催化还原法( SNCR) 、选择性催化还原法(SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等。
就目前而言，干法脱硝占主流地位。
其原因是：NOx 与SO 2相比，缺乏化学活性，难以被水溶液吸收；NOx 经还原后成为无毒的N 2 和O 2，脱硝的副产品便于处理；NH 3 对烟气中的NO 可选择性吸收，是良好的还原剂。
湿法与干法相比，主要缺点是装置复杂且庞大；排水要处理，内衬材料腐蚀，副产品处理较难，电耗大（特别是臭氧法）。
一、我公司所用脱硝系统简介目前安装的脱硝系统为东锅股份有限公司下属环保工程分公司的产品。
设计烟气量为2×1717904m 3/H，SCR安装方式为高含尘烟气段布置，采用触媒为蜂窝式。
采用德国鲁奇能源环保股份有限公司（LEE）的SCR技术。
二、SCR 法原理简介SCR（Selective Catalytic Reduction）——选择性催化还原法脱硝技术是用氨催化还原促使烟气中NOx大幅度净化的方法（通常在低NOx燃烧技术基础上的后处理），以满足日趋严格的NOx排放标准，是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。
SCR的发明权属于美国，而日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用，目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。
日本有93%以上的废气脱硝采用SCR，运行装置超过300套。
德国于20世纪80年代引进该技术，并规定发电量50 MW以上的电厂都得配备SCR装置。
台湾有100套以上的SCR装置在运行，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。
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全球氮氧化物分布
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瑞基RAGA® 氮氧化物（NOx）是酸雨和光化学烟雾 污染致成气体。我国NOx污染日益严重，一些特大 型城市的空气氮氧化物浓度超标，氮氧化物的环 境容量已基本处于饱和状态，一些地方甚至出现 光理低，化酸学雨但烟 强由雾 度于。 和NO国酸x排家雨放虽频量然率的对的持影S续O响2的增已污加经染，不进S大O行2减，了排一大对些力降地治 区的酸雨性质已由单一的硫酸型向硫酸－硝酸复 合型转化。电厂作为NOx排放的大户，我国于2004 年1月1日起执行新的《火电厂大气污染物排放标 准》（GB13223—2003），对NOx排放进一步严格 规定；在《排污费征收使用管理条例》中规定， 从2005年7月起对NOx征收与SO2相同的排污费。
剂表面扩散到催化剂的内表面（或相反），内扩散速度会受
到催化剂的孔结构的影响；在反应过程中，③④⑤的吸附、
反应和解吸难以严格区分，通常统称为化学反应过程 。
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SCR反应历程
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上图表示了NH3和NOx在催化剂上主要反应过程为： (1) NH3通过气相扩散到催化剂表面； (2) NH3由外表面向催化剂孔内扩散； (3) NH3吸附在活性中心上； (4) NH3与NOX反应生成N2和H2O； (5) 反应生成物在催化剂表面脱附； (6) N2和H2O通过微孔扩散到催化剂表面； (7) N2和H2O扩散到气相主体。
在上述七个步骤中，第（1）和第（7）两步称为外扩散过程； 第（2）和第（6）两个步骤称为内扩散过程；第（3）、（4）和第（5） 是在催化剂表面上进行的化学反应过。
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H
O
O
O V O V5+ O
①
+NH3
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H
H
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H
H
O
O
O V O V5+ O
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•
SCR气固催化反应历程示意图，整个过程由七个步骤
组成，其中①为反应气体（NH3和NO）从主气流扩散到催化剂 外表面，②为反应气体从催化剂外表面扩散到催化剂内表面，
③为反应气体在催化剂表面的活性中心吸附，④为在催化剂
表面吸附的反应气体发生反应生成N2和H2O，⑤为反应产物从 催化剂内表面解吸，⑥为反应产物从催化剂内表面扩散到外
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SCR法烟气脱硝机理
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省煤器 液氨储罐
流量控制器 卸料泵
省煤器 旁路
静态 混合器
风机 加热器
蒸发器
混合器
喷氨格栅
导流板
催化剂 催化剂 催化剂
吹灰器
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空气预热器
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原烟气 喷氨
整流器 催化剂
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净烟气
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SCR法烟气脱硝反应
副反应
4NH3 3O2 2N2 6H2O 4NH3 4O2 2N2O 6H2O
4NH3 4NO 3O2 4N2O 6H2O
2SO2 O2 2SO3 SO3 H 2O NH 3 NH 4 HSO4
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氨气喷射格栅
入口
NOx
烟气
NOx
NOx
NH3 NOx NH3 NOx NOx NNHH33
催化剂
N2
H2O H2O
N2
N2
H2O H2O
干净 烟气
反应方程式：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 6NO+4NH3→5N2+6H2O
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化剂表面强烈吸附的NH3和气相或微弱吸附的NO之 间，O2对反应有促进作用。NH3会在催化剂表面的 V=O和V5+-OH活性位上发生强烈快速的化学吸附，
所以NH3/NO比在1附近或大于1时，反应速率与NH3 浓度无关，即与NH3成零级反应；然后表面活性位 上吸附的氨气与NO结合生成活性复合物，该过程
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选择性催化还原法烟气脱硝 机理及催化剂介绍
Selective Catalytic Reduction (SCR)
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※概述 ※SCR法烟气脱硝机理 ※SCR法烟气脱硝催化剂及其性能评价 ※催化剂选择计算 ※瑞基公司催化剂
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概述
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• 全球氮氧化物排放形势，中国尤其严重。
• 氮氧化物大量排放将产生一系列危害：形 成酸雨，光化学烟雾，温室效应，破坏臭 氧层，危害人类健康。
• 我国出台的环保法规，对NOx减排要求日趋 严格，并开始征收排污费。
+1/2O ④
-1/2H2O
②
+NO
H
H
O
O
③
O V O V5+ O -(N2+H2O)
O
H
N
H
N
H
H
O
O
O V O V5+ O
SCR反应机理
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NH3法SCR DeNOx 反应属于气固两相催化反
应，反应满足Eley-Rideal机理，即反应发生在催
表面，⑦为反应产物从外表面扩散到主气流。其中①和⑦属
于外扩散过程（又称相间扩散），都是气体在主气流与催化
剂外表面的扩散，只是方向相反，在外扩散中，气体需通过
催化剂表面的边界层，而边界层厚度受空速比等影响，所以
外扩散过程受到空速比等因素影响；②和⑥为内扩散过程
（又称相内扩散），反应气体或产物通过催化剂通道从催化
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•
SCR催化剂是由活性金属和具有多孔结构
的陶瓷体组成。催化剂的孔内具有活性位。这些
活性位在化合物结构中是酸性基团，还原反应在
此发生。
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• SCR气固催化反应历程示意图
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