SCR脱硝技术,即选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)是指在催化剂(如TiO2、V2O5、WO3)作用下,还原剂NH3在290-400℃下将烟气中的NO和NO2还原成无毒的N2和H2O,而几乎不发生NH3的氧化反应,从而降低NH3的消耗。
SCR脱硝系统是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂、利用催化剂将烟气中的NOx转化为N2和H2O。
在实际运用中,我们需要考虑到还原剂的安全性、易得性、易用性以及脱硝效率。
液氨、氨水和尿素是SCR烟气脱硝工艺中常见的三种还原剂。
我们将尿素、氨水、液氨三种还原剂做对比:
还原剂价格对比:尿素>氨水>液氨
还原剂来源对比:尿素>液氨>氨水
运输费用对比:尿素>液氨>氨水
还原剂储存方式对比:尿素是常压下的干态微颗粒,液氨是高压下的液态,氨水是常压下的液态;
喷氨设备占地面积对比:液氨>氨水>尿素
消防要求对比:尿素与氨水属于丙类,液氨属于乙类,危险性较高,需妥善保存;
综上所述,尿素在价格上稍高于氨水和液氨,但是从SCR脱硝系统的总体设计和长期运行的稳定性和安全性来看,尿素无毒、易存储、安全性高、易买到是更适合使用的;
尿素是白色或浅黄色的结晶体,易溶于水,在高温下(350~650℃)可完全分解为NH3。
选用尿素作为SCR系统的还原剂,目前国内主要采用尿素热解制氨、尿素水解制氨以及尿素炉内直喷三种方案。尿素热解制氨是在热解炉内,通过高温热风对50%质量浓度的尿素溶液进行高温分解,生成氨气、水和二氧化碳的混合气体。
尿素水溶液分解反应:
(NH2)CO+H2O=2NH3+CO2
NOx还原反应:
标准反应:4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
慢速反应:6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O
快速反应:NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O
SCR脱硝系统组成
a、SCR反应器总成
b、SCR催化剂总成
c、SCR控制系统
d、尿素溶液计量喷射系统
e、尿素溶液存储系统
SCR脱硝系统是利用催化剂,在一定温度下,使烟气中的N0x与氨气供应系统注入的氨气混合后发生还原反应,生成氮气和水,从而降低N0x的排放量,减少烟气对环境的污染。
1、喷氨装置:喷氨装置作为SCR脱硝装置的核心部分之一, 直接影响脱硝效率以及烟气系统阻力,影响着脱硝系统的运行成本。目前,用于SCR脱硝的喷氨装置主要有涡流混合器、喷氨静态混合器及喷氨格栅等。
2、流场模拟试验:进入反应器入口的烟气流场分布是否均匀,影响脱硝系统的各项性能指标。如果流场分布不均匀,会严重影响脱硝效率、加速催化剂磨损等,从而影响主机的正常运行。
3、SCR反应器的设计:反应器作为SCR法脱硝反应为关键的设备,其设计不仅要考虑烟气流速, 还要考虑适应不同类型的催化剂模块布置安装的要求。
4、催化剂选型:不同类型的催化剂能满足不同项目的各项性能指标要求, 因此可根据催化剂的活性、节距、有效比表面积、催化剂体积与阻力等,选择一种合适的催化剂, 有效降低项目初建与运行成本。