選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)應(yīng)用問題及對(duì)策

　　摘要:本文系統(tǒng)地介紹了SCR法脫硝原理,并分析了影響SCR法性能的一些因素,主要包括:催化劑活性、煙氣溫度、SO2轉(zhuǎn)化率、NH3的逃逸。根據(jù)SCR法脫硝技術(shù)原理和應(yīng)用實(shí)踐,討論了影響脫硝設(shè)備性能的技術(shù)和工程原因,針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中存在的問題提出了相應(yīng)的對(duì)策。

　　關(guān)鍵詞:SCR,氮氧化物,催化劑,SO2轉(zhuǎn)化率,NH3逃逸

　　前言

　　我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主,燃煤產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)是造成大氣污染的主要污染源之一,不僅會(huì)形成酸雨,還能導(dǎo)致光化學(xué)煙霧,危害人類健康,而燃煤電站是NOx排放的大戶。

　　煤燃燒過程中生成的NOx有三種方式:熱力型NOx,它是空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸?燃料型NOx,它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而成;速度型NOx,它是燃燒時(shí)空氣中氮和燃料中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)生成的。對(duì)于燃煤電站鍋爐,一般熱力型NOx占總NOx排放量的25%,燃料型NOx占75%,速度型NOx所占份額很少。

　　目前燃煤電站的NOx控制技術(shù)主要包括各類低NOx燃燒技術(shù)如空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒、煤粉再燃等以及煙氣脫硝技術(shù)如SCR(選擇性催化還原)、SNCR(非選擇性催化還原)等。其中SCR技術(shù)具有較高的脫硝效率(可達(dá)90%),且技術(shù)較為成熟,無二次污染,在我國(guó)得到了越來越多的應(yīng)用。

　　SCR法基本原理

　　氮氧化物(NOx)選擇性催化還原過程是在催化劑的作用下,通過加氨(NH3)可以把NOx轉(zhuǎn)化成空氣中天然含有的氮?dú)?N2)和水,由于NH3可以“選擇性的”和NOx反應(yīng)而不是被氧氣(O2)氧化,因此反應(yīng)被稱為具有“選擇性”。主要反應(yīng)方程式如下:

　　4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

　　6NO+4NH3→5N2+6H2O

　　2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO2+8NH3→7N2+12H2O

　　NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

　　除上述反應(yīng)之外,在條件改變時(shí),還可能發(fā)生以下副反應(yīng):

　　4NH3+3O2→2N2+6H2O

　　4NH3+5O2→4NO+6H2O

　　2NH3→N2+3H2

　　SO3+2NH3+H2O→(NH4)2SO4

　　SO3+NH3+H2O→NH4HSO4

　　影響SCR法脫硝性能因素及對(duì)策

　　2.1催化劑的活性

　　市場(chǎng)上主流催化劑有三種,分別為蜂窩式、平板式、與波紋板式。表1給出了三種形式催化劑特性比較。