SCR系统工艺及反应机理及工艺流程

2013-03-16 11:32

　　SCR装置的工艺流程相对比较简单主要由供氨系统和SCR反应器系统2大部分组成。供氨系统的主要作用是将液氨通过减压、扩容、蒸发等方法变为氨气，再通过氨空气混合后通过喷氨格栅喷入SCR反应器在催化剂的作用下，氨与烟气中的氮氧化物发生反应生成无毒无害的氮气和水。具体反应为：4NO+4NH3+O2—4N2+6H20。

　　该反应为气一固两相催化反应，NO和NH3，在催化剂存在下由以下7个步骤组成：(1)NO、NH3、02从气流主体扩散到催化剂的外表面；(2)NO、NH3、02进一步向催化剂的微孔内扩散进去；(3)NO、NH3、02在催化剂的表面上被吸附；(4)被吸附的NO、NH3、02转化成反应的生成物；(5)H20和N从催化剂表面上脱附下来；(6)脱附下来的H20和N从微孔内向外扩散到催化剂外表面；(7)H20和N从催化剂外表面扩散到主流气体中被带走。

　　反应的前2个步骤主要是在催化剂表面进行的，催化剂的外表面积和微孔特性很大程度上决定了催化剂反应活性，研究表明，前4个步骤速度较慢．为SCR脱硝反应的控制步骤。

　　根据选用的催化剂类型不同，SCR反应器在锅炉尾部烟道的布置有3种方案：

　　1)高尘布置方式，即将反应器置于空气预热器之前。该方式应用最为广泛，其优点是进入反应器的烟气温度达到300～400℃，多数催化剂在这个温度范围内具有足够的活性，烟气不需要再热即可获得较好的脱硝效果。但催化剂处于高尘烟气中，催化剂的寿命会受到一些影响，飞灰中的K、Na、Ca、As等微量元素会使催化剂污染或中毒；飞灰磨损反应器并使蜂窝状催化剂堵塞；烟气温度过高会使催化剂烧结或失效。

　　2)低粉尘布置方式，即将反应器置于高温电除尘器和空气预热器之间。其优点是催化剂不受飞灰的影响，缺点是除尘器在高温下运行的技术并不成熟。尾部布置方式，即将反应器置于除尘器和烟气脱硫系统之后。其优点是催化剂不受烟气中SO等毒性气体的影响，但是，目前低温催化剂技术尚不成熟，一般需用换热器或者燃料燃烧的方法将烟气温度提高到高温催化剂所必须的反应温度。

　　商业装置中，在正常运行范围内，微量元素的污染程度是可以接受的，而且现在催化剂对于微量元素的抗污染能力也逐渐增强。采取垂直布置的反应器和吹灰措施也可以解决飞灰堵塞和催化剂腐蚀问题，因此大多数SCR反应器都采用第1种布置方式，这样就可以避免需要将烟气加热到催化剂的最佳反应温度而降低了整个系统的热效率。工艺流程图如图所示：