選擇性催化還原(SCR)脫硝技術應用問題及對策

　　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轉化率、NH3的逃逸。根據(jù)SCR法脫硝技術原理和應用實踐,討論了影響脫硝設備性能的技術和工程原因,針對實際應用中存在的問題提出了相應的對策。

　　關鍵詞:SCR,氮氧化物,催化劑,SO2轉化率,NH3逃逸

　　前言

　　我國一次能源結構以煤炭為主,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,不僅會形成酸雨,還能導致光化學煙霧,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,它是空氣中的氮氣在高溫下氧化而成;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,它是燃燒時空氣中氮和燃料中的碳氫化合物反應生成的。對于燃煤電站鍋爐,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控制技術主要包括各類低NOx燃燒技術如空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煤粉再燃等以及煙氣脫硝技術如SCR(選擇性催化還原)、SNCR(非選擇性催化還原)等。其中SCR技術具有較高的脫硝效率(可達90%),且技術較為成熟,無二次污染,在我國得到了越來越多的應用。

　　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轉化成空氣中天然含有的氮氣(N2)和水,由于NH3可以“選擇性的”和NOx反應而不是被氧氣(O2)氧化,因此反應被稱為具有“選擇性”。主要反應方程式如下:

　　4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

　　6NO+4NH3→5N2+6H2O

　　2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO2+8NH3→7N2+12H2O

　　NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

　　除上述反應之外,在條件改變時,還可能發(fā)生以下副反應:

　　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策

　　2.1催化劑的活性

　　市場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。