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| 廢氣處理 爐窯脫裝置采用選擇性催化還原法（SCR）工藝做脫硝設(shè)計(jì)方案 | |
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目前世界上流行的SCR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NOX的還原功能，在催化劑的作用下將NOX(主要是NO)還原為對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水解器或熱解爐中，水解器或熱解爐提供尿素分解所需之混合時(shí)間，駐留時(shí)間及溫度，由水解器或熱解爐分解出來之氨基產(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，最后通過分配格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。典型的SCR反應(yīng)原理示意圖如下：
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)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(guān)系。 在鍋爐的煙氣中，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系統(tǒng)NOX脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和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，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NOX脫除率，就必須增加反應(yīng)器中NH3/NOX摩爾比。當(dāng)不能保證預(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)，就必須在反應(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)。如下圖所示：
SCR系統(tǒng)一般由氨的儲存系統(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、檢測控制系統(tǒng)等組成。下圖為典型SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)基本流程簡圖：
還原劑的比較 目前在SCR脫硝工藝中可以選擇的還原劑原料主要有三類：液氨、尿素和氨水。 在工程中以無水液氨、尿素和氨水作為還原劑的SCR系統(tǒng)都有成熟的運(yùn)行業(yè)績，且有各自的特點(diǎn)： （1） 液氨的投資、運(yùn)輸和使用成本為三者最低，但液氨屬于易燃易爆 ，必須有嚴(yán)格的安全保證和防火措施，其運(yùn)輸、存儲涉及當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)和勞動(dòng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 （2）脫硝所用的氨水質(zhì)量百分比一般為15~20%，較液氨安全，但運(yùn)輸體積大，運(yùn)輸成本相對液氨高。 （3）尿素是一種顆粒狀的農(nóng)業(yè)肥料，安全無害，但其制氨系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備大，初投資大，大量尿素的存儲還存在潮解問題。 |
