SCR脱硝技术详解

选择性催化剂还原烟气脱硝技术（SCR）是采用垂直的催化剂反应塔与无水氨，从燃煤燃烧装置及燃煤电厂的烟气中除去氮氧化物（NOx）。具体为采用氨（NH3）作为反应剂，与锅炉排出的烟气混合后通过催化剂层，在催化剂层，在催化剂的作用下将NOx还原分解成无害的氮气（N2）和水（H2O）。该工艺脱硝率可达90%以上，NH3逃逸低于5ppm,设备使用效率高，基本上无二次污染，是目前世界上先进的电站烟气脱硝技术，在全球烟气脱硝领域市场占有率高达98%。

二、SCR烟气脱硝技术工艺原理 4NH3+4NO+O2->4N2+6H2O

8NH3+6NO2->7N2+12H2O

三、SCR烟气脱硝技术工艺流程SCR反应器通常布置在燃煤和燃油电厂的固态排渣或液态排渣锅炉的烟气

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锅炉烟气的两种脱硝技术简介

1、SCR（选择性催化还原脱硝）技术：

锅炉脱硝技术之SCR（选择性催化还原脱硝）技术

SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。

选择性非催化还原法是一种不使用催化剂，在 850～1100℃温度范围内还原NOx的方法。最常使用的药品为氨和尿素。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:4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O ； 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。一般来说，SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%～40% ,对小型机组可达 80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小，适合老厂改造，新厂可以根据锅炉设计配合使用。

2、SNCR（选择性非催化还原脱硝）技术

锅炉脱硝技术之SNCR（选择性非催化还原脱硝）技术

SNCR脱硝技术原理SNCR工艺以炉膛作为反应器，是目前旧机组脱硝技术改造时主要采用的脱硝技术。

一般可获得30%~50%的NOx脱除率，所用的还原剂一般为氨、氨水和尿素等。由于尿素比氨具有更好的锅炉内分布性能，且尿素是一般化学药品，运输存储简单安全、货源易得，而氨属于危险化学药品，SNCR一般采用尿素作为还原剂。选择性非催化还原（SNCR）脱除NOx技术是把含有NHx基的还原剂，喷入炉膛，该还原剂迅速热分解成NH3选择性地与烟气中的NOx反应生成N2、CO2、H2O等无害气体。SNCR脱硝工艺流程：将满足要求的尿素固体颗粒卸至尿素储料仓，由计量给料装置进入配液池，在加热的条件下，用工艺水将尿素固体颗粒配制成尿素溶液，经配料输送泵送至溶液储罐，储罐中的尿素溶液通过加压泵和输送管道送到炉前喷射系统，经布置在锅炉四周的雾化喷嘴喷入炉膛900~1100℃的温度区域。储罐输出的尿素溶液，可和工艺水混合配制成不同浓度的尿素溶液以满足锅炉不同负荷的要求；喷嘴可布置多层以满足不同温度区域的要求。适用范围：新建、扩建、改建机组或现役的旧机组，受场地限制，要求脱硝效率不太高的机组。SNCR工艺特点：以炉膛作为反应器，不需要催化剂，投资运行成本较低；脱硝效率中等，一般为30%--50%，与低氮燃烧技术组合效果更好，可达到70％的脱硝率；造成空气预热器和静电除尘器的堵塞和腐蚀比SCR低。

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。

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

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

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。

世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR2种。此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将 NOx (主要是一氧化氮)还原为对大气没有多少影响的氮气和水 ,还原剂为氨气。

一类是从源头上治理，控制煅烧中生成NOx，其技术措施：

1、采用低氮燃烧器。

2、分解炉和管道内的分段燃烧，控制燃烧温度。

3、改变配料方案，采用矿化剂，降低熟料烧成温度。

扩展资料：

氮氧化物危害：

氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变，但仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。

SCR脱硝技术特点：

该法脱硝效率高，价格相对低廉，广泛应用在国内外工程中，成为电站烟气脱硝的主流技术。国内外SCR系统大多采用高温，反应温度区间为315℃～400℃。

参考资料来源：百度百科-脱硝

一、脱硝工艺简述

1、

脱硝工艺介绍

氮氧化物（NOx）是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一

。世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格，而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源，其减排更是受到格外的重视。

目前全世界降低电厂锅炉NOX排放行之有效的主要方法大致可分为以下四种：

（1）低氮燃烧技术，即在燃烧过程中控制氮氧化物的生成，主要适用于大型燃煤锅炉等；低NOX燃烧技术只能降低

NOX 排放值的30～50%，要进一步降低NOX 的排放, 必须采用烟气脱硝技术。

（2）选择性催化还原技术（SCR， Selective

Catalytic

Reduction），主要用于大型燃煤锅炉，是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的；

（3）选择性非催化还原技术（SNCR，Selective

Non-Catalytic

Reduction），主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，技术成熟，但其效率低于SCR法；投资小，建设周期短。

（4）选择性催化还原技术（SCR）+选择性非催化还原技术（SNCR），主要用于大型燃煤锅炉低NOx排放和场地受限情况，也比较适合于旧锅炉改造项目。

信成公司将采用选择性非催化还原法（SNCR）技术来降低电厂锅炉NOx排放。为此，将电厂SNCR脱硝法介绍如下：

2、选择性非催化还原法（SNCR）技术介绍

1）

SNCR脱硝简述

SNCR 脱硝技术是一种较为成熟的商业性 NOx控制处理技术。SNCR 脱硝方法主要是将还原剂在850～1150 ℃ 温度区域喷入含

NOx 的燃烧产物中, 发生还原反应脱除 NOx , 生成氮气和水。SNCR 脱硝在实验室试验中可达到 90%以上的 NOx脱除率。在大型锅炉应用上,

短期示范期间能达到75%的脱硝效率。SNCR 脱硝技术是 20世纪 70 年代中期在日本的一些燃油、燃气电厂开始应用的, 80

年代末欧盟国家一些燃煤电厂也开始了SNCR 脱硝技术的工业应用, 美国 90 年代初开始应用 SNCR 脱硝技术, 目前世界上燃煤电厂SNCR

脱硝工艺的总装机容量在 2GW 以上。

本工程SNCR 脱硝系统选用的脱硝剂是氨水。将氨水稀释成一定比例的稀氨水, 用输送泵送至炉前喷枪。

2）

SNCR工作原理

选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺是将含有 NHx 基的还原剂(如氨气、

氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为850℃-1150℃的区域，还原剂通过安装在屏式过热器区域的喷枪喷入，该还原剂迅速热分解成 NH3和其它副产物，随后 NH3

与烟气中的 NOx 进行 SNCR 反应而生成

N2和H2O。

3）SNCR系统组成

本方案采用典型的SNCR脱硝工艺，其系统主要由本系统主要包括：卸氨模块（还原剂制备模块）、还原剂储存模块、浓度调整（稀释）模块、计量分配模块、喷射模块以及SNCR控制模块等六部分组成。

4）SNCR工艺流程

SNCR的典型工艺流程为：还原剂—>锅炉/窑炉（反应器）—>除尘脱硫装置—>引风机—>烟囱。还原剂以氨水（尿素溶液）为主，20%氨水溶液（或尿素需增加制备模块制成尿素溶液）经输送化工泵送至静态混合器，与稀释水模块送过来的软化水进行定量的混合配比，通过计量分配装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应。如下图所示：

5）SNCR反应过程

1、NH3 作为还原剂：

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

2、尿素作为还原剂：

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O

CO（NH2）2+ H2O—>2NH3+CO2

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

6） SNCR技术特点

 SNCR技术特点：

1、脱硝效率可达75%。

2、氨逃逸较高8~12ppm。

3、系统简单，投资省。

4、无催化剂，运行费用省。

5、占地面积小。

 SNCR技术投资成本低，建设周期短，脱硝效率中等，比较适用于缺少资金的发展中国家和适用于对现有中小型锅炉的改造。这种技术的不足之处就是 NOx的脱除效率不高，氨逃逸比较高。所以单独使用 SNCR技术受到了一些限制。但对于中小型机组或老机组改造，由于它在经济性能方面的优势，仍不失其吸引力。

 SNCR法不使用催化剂，采用炉膛喷射脱硝，氨还原NOx在850-1150℃这一狭窄温度范围内进行。喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会影响锅炉炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险。

目前，国外对 SNCR的研究除了进一步提高其效率和安全性之外，另一个重点是对 SNCR和其它脱硝技术的联合应用的研究。

7）工艺流程简图（氨水或尿素为还原剂）

3 SNCR工艺的经济性分析

SNCR工艺以锅炉炉膛为反应器，可通过对锅炉外围的改造来实现对烟气的脱硝，工程建设周期短，其投资成本和运行成本与其它脱硝技术相比都是比较低的，因此非常适合对现有锅炉进行改造，特别适合于中小型锅炉的脱硝改造。一方面在较低投资条件下有效提高了脱硝的效率，另一方面，也很好的控制了氨逃逸，为国家环保事业做出了贡献。

4、氨水泄漏等安全防护措施

4.1浓氨水对人体的危害及防范措施和处理

氨水对人体的侵入途径为吸入和食入，吸入后对鼻、喉和肺有刺激性引起咳嗽、气短和哮喘等；可因喉头水肿而窒息死亡；可发生肺水肿，引起死亡。氨水溅入眼内，如不采取急救措施，可造成角膜溃疡、穿孔，并进一步引起眼内炎症，最终导致眼球萎缩失明。皮肤接触可致灼伤。慢性影响，反复低浓度接触，可引起支气管炎。皮肤反复接触，可致皮炎，表现为皮肤干燥、痒、发红。

防护措施：呼吸系统防护，可能接触其蒸气时，应该佩戴防毒面具；紧急事态抢救或逃生时，建议佩戴自给式呼吸器。眼睛防护，戴化学安全防护眼睛。穿防护服，戴防化学品手套。工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后，淋浴更衣，保持良好的卫生习惯。

一旦氨水沾污皮肤，先用清水或2%的食醋液冲洗，至少15分钟。若有灼伤，就医治疗。若皮肤局部出现红肿、水泡，可用2%食醋液冲洗。如果眼睛接触，立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15 分钟。或用3%硼酸溶液冲洗，立即就医。如果吸入，迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸畅通。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸，就医。若鼻粘膜受到强烈的刺激，可滴入1%的麻黄素溶液，重者应吸入糜蛋白酶。误服者立即漱口，口服稀释的醋或柠檬汁，就医。

4.2、泄漏应急处理

泄漏量较大，应停运脱硝系统。疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，在明显处张贴通告，告知其他人本区域有氨泄漏。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，在确保安全情况下堵漏。用大量水冲洗，经稀释的氨水放入废水系统。用沙土、石头或其它惰性材料吸收，然后以少量加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。应采用便携式氨检测器，检查并确认空气中的氨浓度低于20ppm。

4.3、氨区管理要求

a、氨区周围墙完整，并挂有“严禁烟火”等明显的警告标示牌。氨区内要保持清洁，不准储存其它易燃品和堆放杂物，不准搭建临时建筑。

b、氨区周围消防通道要保持畅通。禁止任何车辆进入氨区。

c、氨区必须配备足够数量的灭火器，氨罐喷淋系统要定期进行检查试验。灭火器要定期进行检验，发现失效要及时更换。

d、在氨区进行作业的人员必须持有上岗证，应充分掌握氨区系统设备并了解氨气的性质和有关的防火、防爆规定，向作业人员提供安全防护装置（防护手套、护目镜、能过滤氨的面罩、防护服等）并定期维护。

e、在现场应备有洗眼、快速冲洗装置。

f、氨区卸氨时要有专人就地检查，发现跑、冒、漏立即进行处理。严禁在雷雨天和附近地区发生火警时进行卸氨工作。

（1）低温燃烧，燃烧温度一般控制在850~900左右，此时空气中的氮一般不会生成NOX (降低热力型的产生）；

（2）分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为NOX ，并使部分已生成的NOX得到还原。（降低燃料型的产生）

NOX的生成机理：热力型，快速型和燃料型

循环流化床SNCR应用：一般布置在分离器入口；如果是紧凑型分离器，可布置在分离器后墙。

特点：1、脱硝效率达到 60%～80% (最佳温度：850-1050℃；流化床混合良好；对一般燃煤锅炉混合不良时达到 40%～50% ）

2、简单可靠，脱硝系统可用率：>95%(系统设备少,控制简单)

3、对锅炉燃烧、运行不造成影响，不降低锅炉效率

循环流化床SCR应用SCR脱硝反应（选择性催化还原法）需要的温度条件：

在催化剂的条件下，合适的反应温度范围320-400℃。脱硝效率达到 70%～90% (最佳温度：350℃左右)锅炉设计位置、受热面布置及材质选择问题。