选择性催化还原(SCR)脱硝技术应用问题及对策

　　摘要:本文系统地介绍了SCR法脱硝原理,并分析了影响SCR法性能的一些因素,主要包括:催化剂活性、烟气温度、SO2转化率、NH3的逃逸。根据SCR法脱硝技术原理和应用实践,讨论了影响脱硝设备性能的技术和工程原因,针对实际应用中存在的问题提出了相应的对策。

　　关键词:SCR,氮氧化物,催化剂,SO2转化率,NH3逃逸

　　前言

　　我国一次能源结构以煤炭为主,燃煤产生的氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一,不仅会形成酸雨,还能导致光化学烟雾,危害人类健康,而燃煤电站是NOx排放的大户。

　　煤燃烧过程中生成的NOx有三种方式:热力型NOx,它是空气中的氮气在高温下氧化而成;燃料型NOx,它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而成;速度型NOx,它是燃烧时空气中氮和燃料中的碳氢化合物反应生成的。对于燃煤电站锅炉,一般热力型NOx占总NOx排放量的25%,燃料型NOx占75%,速度型NOx所占份额很少。

　　目前燃煤电站的NOx控制技术主要包括各类低NOx燃烧技术如空气分级燃烧、燃料分级燃烧、煤粉再燃等以及烟气脱硝技术如SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)等。其中SCR技术具有较高的脱硝效率(可达90%),且技术较为成熟,无二次污染,在我国得到了越来越多的应用。

　　SCR法基本原理

　　氮氧化物(NOx)选择性催化还原过程是在催化剂的作用下,通过加氨(NH3)可以把NOx转化成空气中天然含有的氮气(N2)和水,由于NH3可以“选择性的”和NOx反应而不是被氧气(O2)氧化,因此反应被称为具有“选择性”。主要反应方程式如下:

　　4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

　　6NO+4NH3→5N2+6H2O

　　2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO2+8NH3→7N2+12H2O

　　NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

　　除上述反应之外,在条件改变时,还可能发生以下副反应:

　　4NH3+3O2→2N2+6H2O

　　4NH3+5O2→4NO+6H2O

　　2NH3→N2+3H2

　　SO3+2NH3+H2O→(NH4)2SO4

　　SO3+NH3+H2O→NH4HSO4

　　影响SCR法脱硝性能因素及对策

　　2.1催化剂的活性

　　市场上主流催化剂有三种,分别为蜂窝式、平板式、与波纹板式。表1给出了三种形式催化剂特性比较。