SCR脱硝反应器总装图
选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝原理及工艺图谱介绍
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瑞基RAGA®
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。
某大电厂SCR脱硝电气全套施工图
SCR脱硝工艺讲解
六、SCR脱硝技术的结构
六、SCR脱硝技术的结构
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，NOx 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2+1—3+1层)有 序放置。
六、SCR脱硝技术的结构
SCR反应器的内部实物图
国民经济的持续发展，离不开能源的支持。无论过去、现在， 还是将来的一段时间内，能源的主角都是煤炭。在一次能源总消费 中，煤炭占76％。煤产量的80％是直接用于燃烧，其中发电厂用煤 量大于总产量的30％。
2.燃烧产生的NOx问题
煤炭作为能源在国民经济发展中做出了巨大的贡献，但同时在 其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题，危及生态平衡 与人类的生存。煤燃烧时排放的NOx是大气污染的元凶之一，该物质 达到一定浓度就会对人体健康构成威胁和危害。氮氧化物与空气中 的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中落 到地面。硝酸是酸雨的重要原因之一，它与其它污染物在一定条件 下能产生光化学烟雾污染。严重破坏了生态环境，并且严重危害人 体呼吸系统。
七、SCR脱硝设备部件介绍
3.催化剂 催化剂是SCR技术的核心，其形状一般为板式或蜂窝式。 我公司脱硝装置的催化剂采用蜂窝式催化剂，主要成分为TiO2 和V2O3，少量的WO3。 催化剂层按2+1层设计，即两层催化剂设计层加一层催化剂预 留层。反应器第一次运行时只填装两层催化剂，当运行至催化剂 的活性降低到低于设计值时再填装预留层。 脱硝反应所需的催化剂按模块化进行设计和供货。在制造厂内 将催化剂单体安装在金属框架内，每一个催化剂单体和催化剂模 块都具有标识符号。
避免催化剂模块的机械损伤。
SCR法脱硝 ppt课件
4.未列入本方案的其他配套工程及设备
（1）基础（地基建设）、建筑物、排水等的一般土木建筑 工程 1式
（2）建筑物的拆迁、 挖洞、 修补工程
1式
（3）建筑物的开口封口工程、（包括墙壁穿洞工程 1式
（4）安装、 烟道、 管道布置、 保温、 涂装、电气等所有
现场工程
1式
（5）建筑物框架设计、制作
3．电气仪表设备 1）控制柜 2）仪表仪器
3）PLC
1面
形式 室外自立式
材质 符合 SSPC 材料
1式
项目
TIA×2 脱硝反应塔入口、 出口温度传感器
LIA 氨水水储槽液位计
FIC 氨水流量计
PIA 氨水储槽压力计
PA×2anshui 压力表、喷雾空气压力
NH3IA 氨气泄露报警器
XV×5 截止阀、水阀
3) 氨气混合器
1台
4）吹灰器
6台
5）架台、走廊、台阶
形式 固定翼反转式 尺寸 ￠2,200×2,500L 材质 SS400 附属品 氨水雾化喷嘴 形式 前后移动式 材质 元素管：STPT370+渗铝钢处理 动力 0.4kW 数量 6 台/座
2．还原剂供给装置 1）氨水储槽
2）氨水泵 3）氨气吸收槽 4) 清洗机
XV×2 吹灰机主阀·排水阀
1式
4．管道设备
1式
5．涂装
1式
6．保温
1式
管道线路设计关于尿素水、 蒸汽 、工业用水 、 空气管道分布，管道分布设计在主机 1 米以外 的地方。 设备交货前需完成以下工程。 下地需完成两道工序。 罐制品内面：无涂装
罐制品外表（保温层以下）：下地涂装一次
罐制品外表（保温层以上）：下地涂装一次，上 面涂装 2 次 SUS 部分、树脂部分：不涂装
scr反应器
scr反应器大型、高温、轻型SCR反应器的设计开发2008-01-29 22:37:28火电厂烟气脱硝(NO)是继烟气脱硫之后又一新兴的环保产业。
目前投x入工程应用的NO减排技术主要有选择性催化还原(SCR)技术、选择性x非催化还原(SNCR)技术、活性碳吸附技术、低NO燃烧器等。
到目前为x止，对于大型的火电机组，只有SCR技术可以有效控制90%的NO排放，x3[1][2]也是唯一可使NO排放浓度低于50mg/Nm的脱硝技术。
专家预测，未x 来5~10年，SCR法将一直是火电厂NO减排的主流技术。
xSCR脱硝技术以氨作还原剂，在340~400ºC温度范围内氨与烟气中的NO发生还原反应，产物为N和HO。
该技术在国外已经比较成熟，但国内x22 的脱硝尚处于起步阶段，主要依赖国外的技术支持。
目前见于报导的已投运的SCR脱硝装置仅有福建后石电厂的6X600MW机组(日本技术)的脱硝2装置和江苏苏源环保工程股份有限公司利用自主研发的“OI-SCR”脱硝技术承建的国华太仓发电有限公司2X600MW机组的烟气脱硝装置。
迄今为止，对于SCR反应器的结构设计国内还没有规范可循，能检索到的相关文2献也很少。
笔者曾主持了苏源环保“OI-SCR”脱硝技术”的开发，本文拟仅就SCR反应器本体结构的设计开发要点作一总结介绍，与业内同行交流。
1(概述SCR反应器是烟气脱硝系统的核心设备，其主要功能是承载催化剂，为脱硝反应提供空间，同时保证烟气流动的顺畅与气流分布的均匀，为脱硝反应的顺利进行创造条件。
除催化剂本身的因素外，反应器设计的优劣是SCR系统能否顺利完成脱硝功能的决定因素。
国内的烟气脱硝工程以旧机组改造为主，一般没有为脱硝装置的建设预留充足的条件。
新建机组一般在空预器或电除尘器上方预留脱硝空间，距地面高度20m以上。
因此，反应器的设计与布置是在现场既定的诸多约束条件下进行的，为适配现场条件，有时甚至不得不采用削足适履的技术方案。
专业SCR脱硝系统案例
SCR脱硝系统主要由SCR催化反应器、氨气注入系统、烟气旁路系统、氨的储存和制备系统等组成。
SCR催化反应器的布置方式，目前国内外一般采用高尘布置方式，即布置在省煤器和空预器之间的高温烟道内。
在该位置，烟气温度能够达到反应的最佳温度。
因此本期工程脱硝装置拟采用高尘布置方式。
烟气在锅炉省煤器出口处被平均分为两路，每路烟气并行进入一个垂直布置的SCR 反应器里，即每台锅炉配有二个反应器，烟气经过均流器后进入催化剂层。
在烟气进入催化剂层前设有氨气注入系统，烟气与氨气充分混合后进行催化剂反应，脱去NOX。
反应后的烟气进入空预器、电除尘器、引风机和脱硫装置后，排入烟囱。
SCR反应器布置在空预器上方。
SCR脱硝系统流程图：
整个系统配置可分为两层:
第一层:集中监控层。
由一台电脑所组成。
集中监控层完成对生产工艺个部分的运行监视、数据采集和控制调度功能。
该层是整个监控系统的核心。
第二层：现场设备层。
现场温度、流量压力等仪表实时监测并将采集的数据传送给监控层显示记录（该系统所用仪表均为我公司品牌）。
现场照片：
SCR脱硝系统监控软件
PLC控制柜
设备以及仪表。
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
脱硝示意图讲解
降低硫酸氢氨沉积的措施
1、减少未参加反应的NH3； 2、提高锅炉的燃尽度； 3、选择合适的催化剂，降低SO3的转化率；
SCR运行前检查事项
储罐中液氨充足； 蒸发槽水位正常，工艺水及消防喷淋水压力表显示正确，
水源充足； 氨区照明电系统能正常投用； 氨泄漏报警仪数字显示正确； 各气动阀门、调节门动作正常，都处于“关”位； 喷氨格栅手动门都处于已调整位置；
还原剂NH3性质
氨; 液氨; Ammonia; CAS: 7664-41-7；《危险化学品 名录》（2002版）中被分为：第2类 压缩气体和 液化气体、第3项 有毒气体；中国危险货物编号： CN No. 23003；联合国危险货物编号：UN No. 1005。 理化性质：无色气体,有刺激性恶臭味。分子式 NH3。分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点77.7℃。沸点-33.35℃。自燃点651.11℃。氨气与空气 混合物爆炸极限13～27%(最易引燃浓度17%)。水溶 液呈碱性。
高含尘布置
低含尘布置
影响SCR性能的两个重要因素
1、催化剂设计 催化剂的选取是根据锅炉设计与燃用煤种、SCR反
应器的布置、SCR入口烟气温度、烟气流速及设计脱硝 效率、允许SO2/SO3转化率与催化剂使用寿命保证值 来确定。
2、CFD模型模拟 为了更好了解烟道及反应器内的烟气流场分布，以
便于能够优化的设计烟道及AIG（喷氨）系统，利用 CFD数学模拟烟道及反应器内的流场的一种手段。
催化剂的几何结构
1、正方形单孔蜂窝结构； 2、带涂层的板式结构；
反应器内部的催化剂
催化剂的装填
催化剂堵塞与磨损
影响催化剂活性的因素
催பைடு நூலகம்剂的失效