SCR系統(tǒng)工藝說明
在眾多的脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率高，為成熟的脫硝技術(shù)，目前已成為國內(nèi)外電站脫硝廣泛應(yīng)用的技術(shù)。
SCR技術(shù)是還原劑(NH3、尿素)在催化劑作用下，選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故稱為“選擇性”。主要反應(yīng)如下：
對于SCR工藝，選擇的還原劑有尿素、氨水和純氨。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解，然后將溶液泵送到熱解爐中，在高溫的條件下尿素與水反應(yīng)生成氨氣；氨水法，是將25％的含氨水溶液通過加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽；純氨法是將液氨在蒸發(fā)槽中加熱成氨氣，然后與稀釋風(fēng)機(jī)的空氣混合成氨氣體積含量為5％的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。
SCR工藝影響因素
在SCR系統(tǒng)設(shè)計中，重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。
煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)，催化反應(yīng)只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，同時存在催化的溫度，這是每種催化劑特有的性質(zhì)，因此煙氣溫度直接影響反應(yīng)的進(jìn)程；如本工程選擇的催化劑，可在煙溫300～400℃之間運(yùn)行，低于低限溫度或高于高限溫度運(yùn)行，催化劑就都會失活。
煙氣流速直接影響 NH3與 NOx的混合程度，需要設(shè)計合理的流速以保證 NH3與 NOx充分混合使反應(yīng)充分進(jìn)行，流速的選擇應(yīng)避免煙灰在催化劑上的積累，并且要避免對催化劑的磨損，對于燃煤機(jī)組高塵布置的情況。
反應(yīng)需要氧氣的參與，當(dāng)氧濃度增加催化劑性能提高，直到達(dá)到漸近值。
氨逃逸是影響SCR系統(tǒng)運(yùn)行的另一個重要參數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中通常是多于理論量的氨被噴射進(jìn)入系統(tǒng)，反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸，NOx脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加，在某一個氨逃逸量后達(dá)到一個漸進(jìn)值；一般要求氨逃逸不大于3ppm。
SCR工藝催化劑的選擇
SCR 系統(tǒng)中的重要組成部分是催化劑，各種催化劑活性成分均為WO3和V2O5。當(dāng)前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格為基材負(fù)載上含有活性成份的載體壓制而成；蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成份混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑外形如起伏的波紋，從而形成小孔。
催化劑的比表面積是單位體積的催化劑的幾何表面積。蜂窩式催化劑的比表面積比板式催化劑大。由于脫硝反應(yīng)是氣相反應(yīng)，需要大量的反應(yīng)面積。在同樣的煙氣條件下，比表面積大就表示所需要的催化劑體積量少，反應(yīng)器尺寸和相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)也較小。但蜂窩催化劑的單位價格較高，盡管體積數(shù)較小，總投資仍然較高。
蜂窩式催化劑的相鄰蜂窩孔隙的中心距，即節(jié)距。節(jié)距的大小取決于煙氣中的含塵量。高粉塵含量時選擇大節(jié)距的結(jié)構(gòu)，以減少催化劑被粉塵堵塞的發(fā)生。由于制造工藝的原因，蜂窩式催化劑可以在不改變催化劑外部尺寸的情況下，較容易地改變節(jié)距，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。但由于蜂窩催化劑與煙氣接觸的邊界較多，因而比板式催化劑更容易堵塞。
板式催化劑是以不銹鋼金屬網(wǎng)作為中心支撐體，再在外面覆蓋上催化劑活性成分。蜂窩形催化劑是以催化劑活性成分與承載材料混合壓制而成的。所以板式催化劑的強(qiáng)度比蜂窩式催化劑高。這樣板式催化劑抗煙氣中的灰粒子的沖刷能力較強(qiáng)。對于蜂窩催化劑，在催化劑入口后區(qū)段內(nèi)，煙氣形成層流，磨損較小，可以忽略。同時越接近催化劑的壁面，煙氣的速度越低，磨損越輕。所以，可以在催化劑入口部分加以硬化處理以提供更進(jìn)一步的保護(hù)，抗磨能力可大大提高。但這樣處理會提高相當(dāng)程度的造價。
