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SCR脫硝系統

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SCR(Selective Catalytic Reduction)是一種選擇性催化還原技術,近年來發展迅速,在西歐和日本得到廣泛應用,目前氨催化還原法是應用最多的技術。它具有無副產品、不形成二次污染、裝置結構簡單、去除效率高(可達90%以上)、運行可靠、易于維護等優點。

選擇性是指在催化劑作用和氧存在條件下,NH3優先與NOx發生還原脫除反應,生成氮氣和水,不與煙氣中的氧發生氧化反應,其主要反應式為:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)

2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O(2)

在沒有催化劑情況下,上述化學反應僅在狹窄的溫度范圍(980℃左右)進行,采用催化劑時的反應溫度可控制在300~400℃,相當于鍋爐省煤器與空氣預熱器間的煙氣溫度,上述應為放熱反應,由于煙氣中的NOx的濃度低反應引起的催化劑溫度上升可以忽略不計。

下圖為SCR法煙氣脫硝技術流程示意圖。

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SCR脫硝原理

SCR技術的脫硝原理是:在催化劑的作用下,向溫度約280-420℃的煙道氣中吹入氨,將NOX還原為N2和H2O。

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SCR脫硝催化劑:

催化劑作為SCR脫硝反應的核心,其質量和性能直接關系到脫硝效率的高低,因此在火電廠脫硝工程中,除了反應器和煙道的設計不可忽視外,催化劑的參數設計也同樣重要。

一般來說,脫硝催化劑是為項目量身定制的。也就是說,它是根據項目的煙氣成分、特性、效率和客戶要求而定的。催化劑的性能(包括活性、選擇性、穩定性和再生性)不能直接量化,綜合體現在一些參數上,主要有:活性溫度、幾何特性參數、機械強度參數、化學成分含量、技術性能指標等。

催化劑形式為:波形板式、蜂窩式、板式

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SCR脫硝技術

SCR脫硝技術的原理是在催化劑的作用下,還原劑(液氨)與煙道氣中的氮氧化物反應生成無害的氮和水,去除煙道氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3與煙道氣中的NOx發生還原反應,與煙道氣中的氧不發生反應。

SCR脫硝工藝:還原劑(氨)通過罐道輸送,以液體形式儲存在氨罐中;液氨在注入SCR系統的煙氣之前通過蒸發器蒸發氣化。將氣化的氨和稀釋空氣混合,通過氨柵吹入SCR反應器上游的煙霧中。充分混合的還原劑和煙道氣在SCR反應器中的催化劑作用下反應,除去NOx。

SCR脫硝工藝流程圖

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SCR脫硝系統

SCR脫硝系統主要由SCR催化反應器、氨氣注入系統、煙道氣旁路系統、氨的儲存和制備系統等組成。SCR催化反應器的配置方式,目前國內外普遍配置在高塵配置方式,即省煤器與空預器之間的高溫煙道內。在此位置,煙氣溫度可達到反應的最佳溫度。因此,本期工程脫硝裝置擬采用高塵配置方式。煙道氣在鍋爐省煤器出口平均分為兩條路,各路煙道氣并行進入垂直配置的SCR反應器,即每個鍋爐有兩個反應器,煙道氣經均流器進入催化層。在煙道氣進入催化劑層之前設置氨氣注入系統,在煙道氣和氨氣充分混合后進行催化反應,使NOX脫落。反應后的煙道氣進入空預器、電除塵器、鼓風機和脫硫裝置后,排出煙囪。SCR反應器位于空預應器上。

SCR脫硝系統組成

?反應器/催化劑系統

?煙道氣/氨的混合系統

?氨的儲備和供給系統

?煙道系統

?SCR的控制系統

SCR脫硝設備

反應器/催化劑系統

主要設備:反應器、催化劑、吹灰器

煙道氣/氨混合系統

主要設備:稀釋風機、靜態混合器、氨噴格柵(AIG)、空氣/氨混合器

氨的儲備和供給系統

主要設備:卸載壓縮機、氨蒸發器(電/汽)、氨罐、緩沖罐、稀釋罐

煙道系統

主要設備:擋板(有旁路)、膨脹節、導流板、煙道

SCR控制系統

主要設備:DCS、PLC、儀表、盤柜等


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