SCR脱硝技术简介
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
பைடு நூலகம்
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
SCR脱硝反应原理
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。
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。
烟气脱硝(SCR)技术及相关计算
4.2 SCR技术原理
选择性催化还原法（SCR技术）是以氨（NH3） 作为还原剂，在金属催化剂作用下，将NOx的 还原成无害的N2和H2O。 NH3有选择的与烟气中 NOx反应，而自身不被烟气中的残余的O2氧化， 因此称这种方法为“选择性”。 有氧条件下反应式如下：
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2+ 6H2O
氨逃逸率
控制氨逃逸率小于3ppm，因为烟气中部 分SO2会转化为SO3，
NH3+ SO3+H2O——(NH4)SO4/ NH4HSO4
NH4HSO4沉积温度150-200℃，粘度大， 加剧对空预器换热元件的堵塞和腐蚀。
催化剂堵塞和失效
反应器布置在高含尘烟气段，这里的烟气 未经过除尘，飞灰颗粒对催化剂的冲蚀和 沉积比较严重，会引起催化剂空隙堵塞现 象，甚至可能引起催化剂中毒，使催化剂 活性降低。为保证理想的脱除效率，催化 剂表面必须保持清洁，在反应器内安装吹 灰器对催化剂层进行定期清洁。
×m
C NO、C NO2 进口烟气NO、NO2的浓度(mg/Nm3) Q为反应器进口烟气流量(Nm3/h)
Wa为供氨量(kg/h)
0.95为NO占NOx排放总量的95%
17、30、46分别为NH3、 NO、NO2分子量 m为脱硝效率
谢 谢！
4. 烟气脱硝SCR工艺
目前世界上使用最广泛的方法是选择性催化还原法(SCR) 和选择性 非催化还原(SNCR) 。 • SCR技术：选择性催化还原法（SCR为Selected Catalytic Reduction英文缩写） • SNCR技术：选择性非催化还原法（SNCR英文缩写为Selected Non-Catalytic Reduction英文缩写） • SNCR/SCR混合法技术：选择性非催化还原法和选择性催化还原 法的混合技术
SCR烟气脱硝的核心技术
SCR烟气脱硝核心技术选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction）技术，简称SCR技术，是20世纪80年代初开始逐渐应用于工业锅炉和电站锅炉烟气脱硝的工艺，也是目前应用最广、最有成效的烟气脱硝技术。
SCR技术是在金属催化剂作用下，以NH3（或尿素）作为还原剂，将NO x还原成N2和H2O。
NH3不和烟气中的残余的O2反应，而如果采用H2、CO、CH4等还原剂，它们在还原NOx的同时会与O2作用，因此称这种方法为“选择性”。
SCR催化剂一般用使用TiO2作为载体的 V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物，其它组成结构的催化剂也已做了大量的实验研究，其催化性能不均。
对于氧化钒类（纯氧化钒或以铝土、硅土、氧化锆、氧化钛为载体）、纯的或担载的铁、铜、铬、锰的氧化物均已进行过深入的研究。
在沸石的多孔结构中引入过渡金属，构成如X、Y和ZSM-5离子交换沸石，对SCR催化活性具有改善。
大部分工业催化剂的载体采用TiO2或沸石等多孔结构，也有研究报导了使用活性碳和活性焦作为SCR催化剂的载体，并且在低温下具有较高的SCR活性。
SCR工艺的基本原理图如图,其主要反应方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O，该过程主要由以下步骤组成：①NO、NH3、O2自烟气扩散至催化剂的外表面；②NO、NH3、O2进一步向催化剂中的微孔表面扩散；③NO、NH3、O2在催化剂的微孔表面上被吸附；④被吸附的NO、NH3、O2反应转化成N2和H2O；⑤N2和H2O从催化剂表面上脱附下来；⑥脱附下来的H2O和N2从微孔内向外扩散到催化剂外表面；⑦ H2O和N2从催化剂外表面扩散到主流气体中被带走。
SCR系统主要由液氨存储与供应系统、氨/空气喷雾系统、SCR控制系统、SCR反应器、SCR的吹灰和输灰系统组成。
液氨由槽车运送到液氨贮槽，输出的液氨经氨蒸发器后变成气氨，将其送至气氨缓冲槽备用。
缓冲槽内的气氨经减压后送入气氨/空气混合器中，与来自稀释风机的空气混合后，通过喷氨隔栅(Ammonia Injection Grid, AIG)的喷嘴喷入烟气中并与之充分混合，继而进入催化反应器。
脱硝技术介绍(SCR)
反应温度
230～450 ℃ 一般应用温度：320～400 ℃
转化效率在70~90%之间。
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General
NOx脱除技术－ＳＣＲ
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Typical SCR System
烟气/氨的混合
氨的流 量分配阀门站
ＭＶＳ
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Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
氨的储备与供应系统 卸料压缩机 氨蒸发器（电/蒸汽） 氨罐 缓冲罐 稀释槽
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Typical SCR System
氨的储备与供应系统
反应剂原料
氨的原料 无水氨
优点 反应剂纯度最高 原料成本最低 设备成本最低
缺点 高危险性的原料 运输和存储问题
氨水 (19% or 29%)
容易运输
需要更大的运输设备
浓度低于20%时不
以及更频繁的运输
划分为高危险性的原 需要更大的储存罐
料
蒸发成本
比无水氨危险性
尿素
安全的原料 (化肥) 干态或湿态 容易运输
N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物 HCN化合物氧化生成NO
HCN化合物＋O2＝＝》NO
对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5 ％。
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General
NOX 的控制 技术
•燃烧中NOx生成的控制 •烟气中NOx的脱除
SCR脱硝原理及工艺
操作控制
01
控制温度：保证催化剂活性，防止催化剂中毒
02
控制氨气浓度：保证氨气与NOx的充分反应，防止氨气泄漏
03
控制烟气流量：保证烟气与催化剂的充分接触，提高脱硝效率
04
控制催化剂寿命：定期更换催化剂，保证脱硝效果
3
SCR脱硝应用
燃煤电厂
SCR脱硝技术在燃煤电厂中的应用 01 广泛
燃煤电厂的烟气中含有大量的NOx， 02 需要采用SCR脱硝技术进行治理
铁路机车排放：SCR技术应用于铁路机车，减少铁 路运输对环境的影响
谢谢
反应条件：反应温度在 300-400℃，反应压力在 1-3bar，空速在10002000h-1。
催化剂作用
01
02
03
04
降低反应活化能， 提高反应速率
选择性催化NOx 还原为N2和H2O
提高脱硝效率， 降低能耗
减少副产物生成， 降低环境污染
反应条件
反应温度： 300-400℃
反应压力： 1-3MPa
反应时间：0
催化剂：钒钛 系催化剂
烟气成分： NOx、O2、 N2、CO2、 H2O等
2
SCR脱硝工艺
工艺流程
01
烟气预处理：去除烟气中的灰 尘、水分等杂质
02
氨气制备：将氨气与空气混合， 制备氨气溶液
03
氨气喷射：将氨气溶液喷射 到烟气中
05
烟气排放：处理后的烟气排放 到大气中
04
催化剂作用：氨气与烟气中的 氮氧化物在催化剂作用下发生 反应，生成无害的氮气和水
SCR脱硝技术可以有效降低燃煤电 03 厂的NOx排放量
燃煤电厂采用SCR脱硝技术可以提 04 高环保性能，降低环境污染
低温SCR脱硝技术
SCR催化剂反应器形式和安装位置
SCR反应器
安装在预热器之后
缺点： 固定投资大，设备比较复杂，使用催化剂 优点：
脱硝效率可以达到90％以上，可以满足更严格的排放标准
可以按照排放标准和原排浓度设计NH3/NOx值，比值低，可 以低于0.9, 一般不大于1.
运行成本较低
应用于电站锅炉的SCR系统与技术
未完成或不成熟
工业锅炉NOx排放控制的瓶径问题:
技术问题? !
我们认为:
国家标准的制定
国家执法力度
国家对使用单位的经济上的补偿
SCR使用单位的回报:
国家对使用单位的经济上的补偿 CDM贸易
减少排污费
背景介绍
氮氧化物(NOx): N2O5、N2O4、N2O3、N2O2、N2O、NO、NO2
•NO为无色无臭气体，很容易与血液中的血色素结合, 造成血液缺氧引起中枢神经麻痹；
•NO2的毒性是NO的5～10倍，是CO的5000～10000 倍，对人体危害极大，还会诱发光化学烟雾和导致
酸雨形成。
表1 1994 —2000 年北京和广州NOx 年均质量浓度 (mg/m3)
统方案
已基本完成
催化剂的掺杂 和修饰
SCR催化剂 活性评价
SCR和SNCR 设备研究
氨或尿素喷射设备 和技术方案
SCR和 SNCR设 备制造材 料的筛选
SCR蜂窝催化剂 成型技术
工业规模的试验
小型的中间 试验
SCR和SNCR 示范工程
工业锅炉 炉体内的 流场、速 度场和温 度场研究
已成功做了工业示范， 取得了重要的经验,但是 还有大量的工作要做
续运行七天，分别在120℃、140℃、160℃、 180℃、200℃对其脱硝效率进行测试。
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SCR脱硝技术简介
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
SCR脱硝技术
SCR（Selective Catalytic Reduction）即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，在
西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。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。
选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反
应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1）
2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O（2）
在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（980℃左右）进
行，采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热
器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于NOx在烟气中的浓度较低， 故反应引起
催化剂温度的升高可以忽略。
下图是SCR法烟气脱硝工艺流程示意图
SCR脱硝原理
SCR 技术脱硝原理为：在催化剂作用下，向温度约280～420 ℃的烟气中喷入氨，
将NOX 还原成N2 和H2O。
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SCR脱硝催化剂：
催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在
火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重
要。
一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客
户要求来定的。 催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是
综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含
量、工艺性能指标等。
催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式，板式
SCR脱硝工艺
SCR脱硝工艺的原理是在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应
生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。 选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx
发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。
SCR脱硝工艺流程：还原剂 (氨) 用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态
氨在注入SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨
格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂
的作用下发生反应，去除NOx。
SCR脱硝工艺流程图
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SCR脱硝工艺流程图
SCR脱硝系统
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脱硝系统组成
• 反应器/催化剂系统
• 烟气/氨的混合系统
• 氨的储备与供应系统
• 烟道系统
• SCR的控制系统
SCR脱硝设备
反应器/催化剂系统
主要设备：反应器，催化剂，吹灰器
烟气/氨的混合系统
主要设备：稀释风机，静态混合器，氨喷射格栅（AIG），空气/氨混合器
氨的储备与供应系统
主要设备：卸料压缩机，氨蒸发器（电/蒸汽），氨罐，缓冲罐，稀释槽
烟道系统
主要设备：挡板（有旁路），膨胀节，导流板，烟道
SCR的控制系统
主要设备：DCS、PLC，仪表、盘柜等