
一、SCR脫硝
國內常用的脫硝工藝為選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化氧化法(SCR)及SNCR+SCR聯用技術,這些技術目前已非常成熟,且大量運用在各個行業的煙氣脫硝上, SCR脫硝根據催化劑適用煙氣溫度,將催化劑分為高溫催化劑(350℃~450℃)、中溫催化劑(250℃~350℃)、低溫催化劑(180℃~250℃),超低溫催化劑(120℃~180℃),我公司SCR脫硝除了常規各類脫硝催化劑及工藝外,******開發推出專有配方超高溫脫硝催化劑(適用煙氣溫度500℃~550℃),中低溫耐硫耐堿脫硝催化劑(適用高硫、高硫高堿中低溫脫硝)、垃圾焚燒用低溫脫硝及二噁英催化劑(適用垃圾焚燒煙氣高水、高堿金屬、高氮氧化物、高酸性物低溫脫硝)。
SCR脫硝效率可以高達95%以上,NOx排放濃度可以控制在50mg/Nm3(干基,基準氧)以下,是其他任何一項脫硝技術都無法單獨達到的。
二、SCR脫硝原理
選擇性催化還原法(SCR)的基本原理是利用氨(NH3)對NOx的還原功能,采用氨氣(NH3)作為還原劑(氨氣來源可采用液氨、氨水、尿素等制得),通過與煙氣(或空氣)混合得到體積濃度小于5%的混合氣,混合氣再通過氨氣噴射格柵(AIG)噴入與催化劑使用相適宜溫度的煙氣中,與煙氣中的NOx混合后,擴散到催化劑表面,在催化劑作用下,氨氣(NH3)將煙氣中的NO和NO2還原成無公害的氮氣(N2)和水(H2O)(如圖)。這里“選擇性”是指氨有選擇的與煙氣中的NOx進行還原反應,而不與煙氣中大量的O2作用。整個反應的控制環節是煙氣在催化劑表面層流區和催化劑微孔內的擴散。
脫硝主要反應方程如下;
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (1)
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O (2)
在一般燃燒產生煙氣的NOx中,NO約占95%,NO2約占5%,所以化學反應式(1)為主要反應,實際氨氮比接近1:1。
SCR脫硝的技術核心是脫硝催化劑,脫硝催化劑的組分如下圖所示:

三、低溫SCR脫硝催化劑硫堵原因及措施
SCR技術通常采用V2O5/TiO2基催化劑來促進脫硝還原反應。脫硝催化劑使用高比表面積銳鈦型TiO2作為載體, V2O5作為主要活性成分,為了提高脫硝催化劑的熱穩定性、機械強度和抗中毒性能,往往還在其中添加適量的WO3、MoO3、玻璃纖維等作為助添加劑。
催化劑活性成分V2O5 在催化還原NOx 的同時,還會催化氧化煙氣中SO2 轉化成SO3(反應式3)。如煙氣在150~220℃低溫段區域脫硝(低溫脫硝),SO3 與NH3 反應生成高粘性NH4HSO4(反應4),NH4HSO4粘結與粘附煙氣中的飛灰顆粒會造成脫硝催化劑以及煙氣系統內換熱設備堵塞與腐蝕。NH4HSO4附著在催化劑表面影響催化劑活性,通常也習慣稱為硫酸氫銨中毒。
2SO2 + O2 → 2SO3 (3)
SO3+NH3+H2O→NH4HSO4 (4)
為防止此問題,除嚴格控制氨逃逸濃度小于3ppm外,應盡可能減少V2O5 含量,并添加WO3或MoO3,控制催化劑活性,抑制SO2/SO3 轉化,通常要求煙氣經過催化劑后的SO2/SO3 轉化率低于1.0%。

四、專用耐硫耐堿低溫脫硝催化劑介紹
我公司***新推出的耐硫耐堿低溫脫硝催化劑,采用錳(MnOx)系和稀土系獨特配方,可極大程度抑制SO2/SO3 轉化,同時具有分解硫酸氫銨、氯化銨、氟化銨的能力,該脫硝催化劑產品穩定性高,適應溫度范圍廣,在150~450℃工況下具有高脫硝活性。產品抗堿金屬中毒能力強,是傳統催化劑數十倍,同時能有效抵抗重金屬中毒。
低溫脫硝如采用普通低溫催化劑為防堵必須要求在低硫煙氣氛圍中進行,因此脫硝一般設置在煙氣脫硫之后,如設置在脫硫之前,則必需考慮催化劑硫堵之后提溫再生措施,這一方面增加了工藝操作難度,另一方面也大大增加了運行費用。采用我公司耐硫耐堿低溫脫硝催化劑其適用煙氣硫含量指標可如下:在工作溫度180~200℃時,可耐硫500mg/Nm3, 工作溫度230℃時,可耐硫500-1500mg/Nm3, 工作溫度260℃時,可耐硫1500mg/Nm3以上。而不耐硫低溫脫硝催化劑在工作溫度200℃時,SO2濃度要求不能大于50mg/Nm3。
采用我公司耐硫耐堿低溫脫硝催化劑,低溫脫硝工藝流程的設計將更加靈活,特別是可以放置在脫硫除塵之前進行前脫硝,不用擔心硫酸氫銨中毒,不用考慮布袋除塵器濾料耐高溫性能的選擇(設置后脫硝則前端的布袋除塵器不得不在較高溫度下運行,因此前脫硝可選擇低溫濾料降低布袋費用),總之前置低溫脫硝加干法脫硫具有以下優點;
- 催化劑具有超強的耐硫能力,******可耐1500mg/Nm³的SO2,適用于目前大多數行業需求。
- 布袋除塵器運行溫度低,煙氣工況體積小,降低了布袋除塵器濾料及設備投資,降低了除塵器運行費用。
- 余熱裝置放置在前脫硝之后,脫硫之前,可******程度回收余熱,節能************。
- 前端脫硝后端干法脫硫可利用干法脫硫劑脫吸收一部分逃逸的氨,確保氨逃逸超低排放。
- 干法脫硫無白色煙雨產生。
低溫前置脫硝典型工藝流程如下:
SCR低溫脫硝——余熱裝置(根據煙氣溫度及業主決定是否配置)——CFB干法脫硫(或SDS干法脫硫)——布袋除塵——引風機——煙囪
成都今朝源脫硝工程項目設計的特點:
- 根據業主煙氣條件及凈化指標要求制定***適宜可行的工藝路線方案,煙氣條件包括溫度、壓力、流量、水含量、硫含量、氮氧化物含量、顆粒物含量、顆料物化學成分、其它酸性物(HF、HCl)含量等。
- 根據工藝路線方案進行詳細工藝計算,包括物料衡算、熱量衡算、動設備動量衡算、水力計算、催化劑用量計算,反應器尺寸計算等。
- CFD流場模擬,優化反應器及煙道布置設計。采用流程模擬軟件對脫硝系統(反應器、煙道、噴氨格柵、混合器)的速度場、溫度場進行模擬。