SCR鍋爐脫硝設(shè)備系統(tǒng)是通常使用液氨、氨水溶液或者尿素作為還原劑,還原劑用罐裝卡車運(yùn)輸,以液體形態(tài)儲(chǔ)存于氨罐中,其中尿素需要熱解或水解生成氣態(tài)氨。液態(tài)氨 在注入SCR系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)汽化。氨和稀釋空氣混合,通過噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙道中與煙氣均勻充分地混合,然后通過催化劑模組, 在催化劑表面發(fā)生反應(yīng),合成氮?dú)夂退羝?,從而達(dá)到去除煙氣中的NOX的目的。催化劑在反應(yīng)過程中不會(huì)消耗,其作用是使得NH3與NOx的化學(xué)反應(yīng)能夠在 低溫(300~400℃)下進(jìn)行,使得SCR脫硝率可以大于80%,并且使NH3的消耗量達(dá)到優(yōu)化。
目前SCR鍋爐脫硝設(shè)備工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR兩種。此兩種法都是利用氨對(duì)NOX的還原功能,在催化劑的作用下將NOX(主要是NO)還原為對(duì)大氣沒有多少影響的N2和水。還原劑為NH3,其不同點(diǎn)則是在尿素法SCR中,先利用一種設(shè)備將尿素轉(zhuǎn)化為氨之后輸送至SCR觸媒反應(yīng)器,它轉(zhuǎn)換的方法為將尿素注入一分解室中,此分解室提供尿素分解所需之混合時(shí)間,駐留時(shí)間及溫度,由此室分解出來之氨基產(chǎn)物即成為SCR的還原劑通過觸媒實(shí)施化學(xué)反應(yīng)后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有熱解法和水解法,主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
在整個(gè)工藝的設(shè)計(jì)中,通常是先使氨蒸發(fā),然后和稀釋空氣或煙氣混合,之后通過分配格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。
在SCR反應(yīng)器內(nèi),NO通過以下反應(yīng)被還原:
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí),反應(yīng)首先式優(yōu)_行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。
在SCR
鍋爐脫硝設(shè)備治理煙氣中,NO2一般約占總的NOX濃度的5%,NO2參與的反應(yīng)如下:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。
在絕大多數(shù)鍋爐煙氣中,NO2僅占NOX總量的一小部分,因此NO2的影響并不顯著。
SCR鍋爐脫硝設(shè)備效率通常很高,噴入到煙氣中的氨幾乎都和NOX反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來說,對(duì)于新的催化劑,氨逃逸量很低。但是,隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞,氨逃逸量會(huì)增加,為了維持需要的NOX脫除率,需要增加反應(yīng)器中NH3/NOX摩爾比。當(dāng)不能_預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí),需要在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時(shí)間稱為催化劑壽命。
SCR系統(tǒng)組成及反應(yīng)器布置
在選擇催化還原工藝中,NOx與NH3在催化劑的作用下產(chǎn)生還原。催化劑安放在一個(gè)固定的反應(yīng)器內(nèi),煙氣穿過反應(yīng)器平行流經(jīng)催化劑表面。催化劑單元通常垂直布置,煙氣自上向下流動(dòng)。
SCR鍋爐脫硝設(shè)備系統(tǒng)一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、省煤器旁路、SCR旁路、檢測(cè)控制系統(tǒng)等組成。
1.技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛;
2.脫氮效率80~90%
3.能有效抑制SO2+O2→SO3,轉(zhuǎn)化率小于1%,降低吸收塔出口腐蝕;
4.SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸量小于3ppm,使還原劑的耗量達(dá)到優(yōu)化;
5.反應(yīng)后副產(chǎn)物為氮?dú)夂退?,沒有二次污染。