SCR脫硝工藝簡介：

    選擇性催化還原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）是指在催化劑的作用下，利用還原劑（如NH3）“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應并生成無毒無污染的N2和H2O。選擇性是指在煙氣脫硝過程中煙氣脫硝催化劑有選擇性地將NOx還原為氮氣，而煙氣中的SO2極少地被氧化成SO3。這就叫選擇性 在不添加催化劑的條件下，氨與氮氧化物的化學反應溫度為900℃，如果加入氨，部分氨會在高溫下分解。如果加入催化劑，反應溫度可以降低到180-400℃。 催化劑一般選用TiO2為基體的V2O5和WO3 混合物；具體配方根據煙氣參數確定。

SCR脫硝工藝流程圖：

    SCR工藝系統流程主要由貯氨、混氨、噴氨、反應塔（催化劑）系統、煙道及控制系統等組成。液氨由汽車運至液氨儲罐儲藏，無水液氨的儲存壓力取決于儲罐的溫度（例如20℃時壓力為1MPa），液氨經過蒸發器加熱為氨氣，再通過減壓閥進入氨氣緩沖罐，稀釋風機通過氨氣混合器與氨氣成一定比例混合，其作用一是稀釋氨氣，二是增加反應器處氧含量。經稀釋的氨氣通過噴氨系統中噴嘴進入到煙道格柵中，與原煙氣混合，在催化劑作用下，煙氣中的氮氧化物與氨氣發生化學反應。當反應塔故障需停下檢修時，煙氣從反應塔前設置的100%煙氣旁路通過，可使鍋爐連續正常運行。

SCR脫硝技術原理：

    SCR法以氨氣為還原物，以氨儲罐、盛放催化劑的容器以及還原劑為主要的反應裝置。煙氣中氮氧化物是重要的大氣污染物之一，其主要組成成分是一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮的比例最大，可達93%，因此脫硝反應通常都是以一氧化氮、氨氣還有氧氣為反應物，生成氮氣和水。

    除了以上主要反應以外，還會產生一些有害物質，煙氣中的二氧化硫、氨和氧氣反應生成硫酸銨等有害物質。催化劑在這些反應中可以起到提高活性、加快反應速度的作用，尤其是對于一氧化氮的還原反應有著非常明顯的作用；來自煙氣的氧氣在這些反應中起到很大的作用，整個反應都需要有氧氣源源不斷地供應才能維持反應持續進行。

SCR技術中想要保證反映的順利進行，就必須要將SCR區域溫度控制在290～430℃，溫度過高過低都不可以，過低會導致反應物硫酸銨產生結晶現象，進而覆蓋在催化劑表面，降低催化劑的活性，而溫度過高則會造成催化劑高溫燒結進而失活，降低脫硝效率。

SCR脫硝系統構成：

SCR脫硝系統的主要組成部分包括：催化劑反應器系統、煙道系統、還原劑氨儲存系統及還原劑氨注入系統。

SCR反應器本體：

SCR反應器本體依煙氣流向可分為噴氨段、混合段、均流段、反應段。SCR脫硝效率與以下因素有關：催化劑質量；反應溫度；停留時間；氨氮比；氨氣與煙氣混合均勻程度；煙氣在SCR反應器內分布均勻程度。

為達到較高的脫硝效率，設計每個功能段時必須考慮以上因素，每個環節均優化設計。在本項目中，設計進入SCR系統的煙氣溫度為300-400℃。

立式SCR反應器上方煙氣流向需要轉900，均流器前煙道不僅短，而且也有多個影響氣流的局部構件。安裝均流器空間小，為使進入催化劑層的煙氣分布均勻，均流器采用導流板加均流格柵板形式，導流板和格柵板依據CFD數值模擬計算結果進行設計。保證進入催化劑層的煙氣流速均勻程度<0.2。

催化劑：

目前常用的催化劑形式主要為蜂窩式和板式。 蜂窩式是目前市場占有份額最高的催化劑形式，其特點是單位體積的催化劑活性高，達到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小，適合灰分低于30g/m3，灰粘性較小的煙氣環境。

板式催化劑的市場占有份額僅次于蜂窩式催化劑。板式催化劑以金屬板網為骨架，比表面積較小。此種催化劑的特點是：具有較強的抗腐蝕和防堵塞特性，適合于含灰量高及灰粘性較強的煙氣環境。缺點是單位體積的催化劑活性低、相對荷載高、體積大，使用的鋼結構多。

SCR建議采用立式結構，在SCR本體內自上至下可布置3層催化劑，3層催化劑采用2+1配置方式，初期布置二層催化劑，預留增加一層催化劑位置，一層為催化劑經過長時間的運行，脫硝效率下降，無法達到排放要求，可在預留位置再安裝一層催化劑。

催化劑的選用及反應時間是影響脫硝效率的主要因素，為保證成功實施，采用已有成功應用業績的催化劑，催化劑的數量嚴格按廠家要求進行設計，并適當考慮余量。催化劑使用壽命為24000小時。

燃煤/燃油鍋爐煙氣脫硫脫硝工程案例：

工藝流程：SCR脫硝+電除塵器+脫硫

氮氧化物的形成機理分析:

煤燃燒時所形成的NOx可分為三種，即熱力型NOx、燃料型和在火焰邊緣形成的快速型NOx�？焖傩蚇Ox可用Fenimore機理解釋，一般只在燃用不含氮的碳氫燃料時才予考慮，它的生成也比前兩種少得多。

熱力型NOx的形成速率可根據Zeldovich機理進行估算，其簡化方程:

其中：B=5.74×1011m3/2/(mol1/2·s)，E/R=66900K，根據流化床的運行溫度范圍和氧濃度水平，熱力型形成速率很低，即使不考慮各種分解還原過程其平衡濃度也很低，故一般也可以不予考慮。 

燃料氮形成的NO占流化床燃燒方式NOx總排放的95%以上。無論是揮發燃燒中還是焦炭燃燒階段都形成了大量的NO，燃燒過程的燃料氮平衡可用圖1表示。燃料氮的轉化率主要受溫度、過量空氣系數（富余氧濃度）和燃料含氮量的影響。一般在10%-45%的范圍內。

生物質鍋爐工程案例：

工藝流程：SCR脫硝+除塵+FGD脫硫

脫硫脫硝原理：

生物質鍋爐的燃料是生物質燃料，生物燃料燃燒會排放大量的氮氧化物，氮氧化物不但污染環境，還會對人體健康造成一定的傷害。脫硝指的就是去除煙氣中氮氧化物的過程。

生物質鍋爐脫硝，我公司采用的是SCR選擇性催化還原技術，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

脫硫脫硝效率≧99.5%

SO2NOX濃度≦10mg/Nm3

脫硫除塵器阻力：<2000pa

液氣比：1.5L/M3

塔內循環水量：60m3/h

供水壓力：≧3.0kg/cm2

焦爐煙氣脫硫脫硝工程案例：

工藝流程：FGD脫硫+除塵+SCR脫硝

焦爐煙氣被引風機引入工藝系統，先脫硫除SO2，后除塵脫硝，再脫除顆粒物和NOx，最后經引風機增壓回送至焦爐煙囪根部(見圖)。

該工藝主要由以下系統組成：

脫硫系統由脫硫塔及脫硫溶液制備系統組成。Na2CO3溶液通過定量給料裝置和溶液泵送到脫硫塔內霧化器中，形成霧化液滴，與SO2發生反應進行脫硫，脫硫效率可達90%。脫硫劑噴入裝置與系統進出口SO2濃度聯鎖，隨焦爐煙氣量及SO2濃度的變化自動調整脫硫劑噴入量。

核心設備為煙氣除塵、脫硝及其熱解析一體化裝置，包括由下至上集成在一個塔體內的除塵凈化段、解析噴氨混合段和脫硝反應段。

氨系統負責為煙氣脫硝提供還原劑，可使用液氨或氨水蒸發為氨氣使用。

熱解析系統負責為脫硝裝置內的催化劑提供380-400℃高溫解析氣體，分解黏附     在催化劑表面的硫酸氫銨，凈化催化劑表面。

脫硫脫硝原理：

采用半干法脫硫工藝，使用Na2CO3溶液為脫硫劑，其化學反應式為：

          Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2(1)

          2Na2SO3+O2→2Na2SO4(2)

          脫硝采用NH3-SCR法，即在催化劑作用下，還原劑NH3選擇性地與煙氣中NOx反應，生成無污染的N2和H2O隨煙氣排放，其化學反應式如下：

          4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (3)

天然氣鍋爐煙氣脫硫脫硝工程案例：

工藝流程：脫硝反應器+噴氨格柵+空氣預熱器+靜電除塵器：

天然氣主要成分為烷烴，其中甲烷占絕大多數，同時也含有微量的氮雜質。天然氣燃燒溫度很高，空氣中的氮氣在高溫條件下氧化生成的氮氧化物。

SCR脫硝系統由SCR反應器及附屬系統、氨儲存處理系統和氨注入系統三個子系統所組成。

氨水儲存系統包括氨水卸料泵、氨水儲罐等。

氨水注入系統包括氨蒸發器、氨氣緩沖罐、氨氣稀釋槽、廢水泵。

SCR反應器和附屬系統由擋板門、氨注入格柵、SCR反應器、催化劑、吹灰系統和煙道等組成。

脫硝分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。

SCR脫硝技術是在催化劑作用下，用選擇性還原劑（氨或尿素）將NOX還原為無害的氮氣和水蒸氣，是目前國際上技術最成熟、應用最廣泛的煙氣脫硝技術，NOX脫除效率80-90%。

SNCR脫硝工藝簡介：

SNCR脫硝技術即選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡寫為SNCR）技術，是一種不用催化劑，在850～1100℃的溫度范圍內，將含氨基的還原劑（如氨水，尿素溶液等）噴入爐內，將煙氣中的NOx還原脫除，生成氮氣和水的清潔脫硝技術。

在合適的溫度區域，且氨水作為還原劑時，其反應方程式為：

4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O （1）

然而，當溫度過高時，也會發生如下副反應：

4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O（2）

SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為30%～80%，受鍋爐結構尺寸影響很大。

采用SNCR技術，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。

SNCR脫硝原理：

SNCR 技術脫硝原理為： 

在850～1100℃范圍內，NH3或尿素還原NOx的主要反應為：

NH3為還原劑:  

4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O

尿素為還原劑 : 

NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O

當溫度高于1100℃時, NH3則會被氧化為

4NH3+5O2→4NO+6H2O

不同還原劑有不同的反應溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。NH3的反應最佳溫度區為 850～1100℃。當反應溫度過高時，由于氨的分解會使NOx還原率降低，另一方面，反應溫度過低時，氨的逃逸增加，也會使NOx還原率降低。NH3是高揮發性和有毒物質，氨的逃逸會造成新的環境污染。

引起SNCR系統氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應;另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統必須能將還原劑噴入到爐內最有效的部位，因為NOx在爐膛內的分布經常變化，如果噴入控制點太少或噴到爐內某個斷面上的氨分布不均勻，則會出現分布較高的氨逃逸量。在較大的燃煤鍋爐中，還原劑的均勻分布則更困難，因為較長的噴入距離需要覆蓋相當大的爐內截面。為保證脫硝反應能充分地進行，以最少的噴入NH3量達到最好的還原效果，必須設法使噴入的NH3與煙氣良好地混合。

SNCR脫硝系統組成：

 SNCR（噴氨）系統主要由卸氨系統、罐區、加壓泵及其控制系統、混合系統、分配與調節系統、噴霧系統等組成。 

 SNCR系統煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成；

  接收和儲存還原劑；在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑；

  還原劑的計量輸出、與水混合稀釋；還原劑與煙氣混合進行脫硝反應。

SNCR脫硝工藝流程：

SNCR脫硝特點：

　　1.系統簡單，占地面積小

　　2.投資成本少，運行費用低

　　3.適合各種燃料的鍋爐

　　4.全自動高效控制，自動跟蹤最佳溫度區間;

　　5.模塊化的供給系統，使得系統安裝、操作和維護簡單。

　　6.應用范圍廣，適用與新建生產線和老生產線改造。

     SNCR脫硝設備：

水泥回轉窯煙氣脫硝工程案例：

工藝流程主要包括尿素儲備、管道輸送、計量分配、噴射等。

水泥回轉窯脫硝技術分析:

新型干法水泥回轉窯上可采用NOx控制技術主要有以下幾種：一是低氮燃燒技術，包括采用低NOx的燃燒器、分級燃燒和優化窯和分解爐的燃燒制度等；二是采用可替代燃料，降低用煤量，從而降低NOx的生成。然而，即使把上述兩種措施全部使用起來，事實上水泥窯的NOx排放很難達到理想的排放濃度。采用煙氣脫硝技術-選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱SNCR）脫硝法是一個非常有效的降低NOx排放量的途徑。

SNCR脫硝技術是目前最成熟的水泥脫硝技術，不僅對窯爐的適應性好，一次性投資費用也比較低，在水泥行業整體不景氣的情況下，比較容易被水泥生產企業所接受。整體系統看起來也相對簡單，占地面積小，方便靈活布置，只要在系統設計時，充分考慮好業主的使用條件，把一些細節的問題處理好，相信SNCR脫硝技術會被行業所認可。

水泥窯煙氣NOX生成：

水泥行業的回轉窯在物料燒成過程中，會產生大量煙氣，煙氣中含大量NOX。其中NOX的主要成分是NO和NO2(NO約占95%)，水泥窯生成NOX主要有兩種形成機理；（1）熱力型NOX；（2）燃料型NOX。水泥生產中，熱力型NOX的排放是主要的，濃度約1500~2600mg/Nm3;燃料型NOX濃度約800~1300mg/Nm3；平均約1100mg/Nm3。

回轉窯脫硝案例：