SCR煙氣脫硝技術在垃圾焚燒發電廠的應用進展

王 飛

（中國天楹股份有限公司 江蘇南通 226600）

引言

隨著國家環保部對大氣治理標準收緊，煙氣治理行業迎來了超低排放改造的高潮。國家帥先于十三五之初對燃煤電廠提出超低排放改造要求。對燃煤電廠煙氣中氮氧化物（NOx）排放標準要求不高于50mg/Nm3，超超低排放機組不高于3550mg/Nm3，這對于煙氣治理技術帶來了嚴峻的考驗。而SCR脫硝工藝作為目前業內應用最廣、技術最可靠的煙氣脫硝技術路線之一，在超低排放改造中起到了重要作用。

1 SCR脫硝技術的原理

1.1 反應機理

選擇性催化還原反應（Selective Catalytic Reduction,SCR）是指在催化劑的作用下，“有選擇性”的把煙氣中NOx反應進行反應，把排放煙氣中的NOx還原成N2和H2O。

SCR系統化學反應較為復雜，主要是NH3在一定溫度和催化劑的雙重作用下，選擇性的將煙氣中NO還原成N2，并生成水。催化劑的作用是降低系統化學反應活化能，使其催化反應溫度降低到150-450度之間，加快反應速率。通常在脫硝催化劑中需要加入V2O5、TiO2等化學物質。通常情況下氨氣是一種揮發性極強的氣體，在反應過程中和可能與周圍的SO3發生反應而生成 NH4HSO4和（NH4）2SO4，從而對反應器造成腐蝕。

2 SCR脫硝技術特點及典型工藝流程

2.1 SCR脫硝技術特點

SCR工藝相比SNCR具有如下特點：①運行溫度低。SNCR工藝運行溫度高于850℃，而SCR工藝的運行溫度區間為：225℃～420℃，可省去GGH，初始投資及運行費用較少。② 脫硝效率高。SNCR工藝脫硝效率通常在30%左右，而SCR工藝通常可達到90%以上。③催化反應生成氮氣和水，避免對環境產生二次污染。④催化劑布置靈活：高溫高含塵布置方法（省煤器后、空預器前）、中溫低含塵方法（除塵器后，煙囪前）、低溫低含塵布置方法（濕法脫硫后，煙囪前）⑤可提供尿素、氨水和純氨三種化學還原劑進行反應；⑥尾部氨氣逃逸率＜3ppm，避免對環境產生二次污染；⑦ SO2轉化率＜1%（雙層）。

2.2 SCR脫硝典型工藝流程

使用SCR脫硝時，煙氣有省煤器進入煙道，在這個過程中，在反應器入口處設置有氨噴射裝置，同時通常配置氨空混合器擾動使得煙氣與氨氣混合均勻。隨后，混合后的煙氣在導流板的作用下，到達催化劑頂層，最終在催化劑的參與下，與NH3和NOx發生反應，生成N2和H2O等無污染物質。隨后進入下級除塵、脫硫等裝置進一步凈化。這就是典型SCR脫硝技術的工藝流程。

3 SCR脫硝系統運行的關鍵

3.1 確保催化劑活性

通常，SCR催化劑反應器中隨著運行時間增加，其催化劑活性逐漸降低、甚至失活。導致催化劑活性減弱的原因主要有兩方面：一是脫硝過程中，煙氣中中SO3通常能夠與催化劑中的堿金屬、重金屬發生反應，導致催化劑化學活性失活，通常接觸較多的如砷中毒。二是脫硝過程中溫度過高時，導致催化劑成分遭到破壞，進而失去活性。因此，在實際工作過程中，需要對SCR反應器溫度進行檢測、對氨-氮摩爾比進行控制。如果噴氨溫度低于催化劑運行最低溫度，則連續噴氨時間不應超過12h。此外，停機前應對吹灰事項注意。

4 SCR脫硝系統在垃圾焚燒發電廠中的應用

與燃煤電廠中SCR脫硝技術不同，垃圾焚燒發電廠采用低溫脫硝技術來降低運行費用，其運行溫度在160～250度之間，非常適用于垃圾焚燒這類煙氣量小且燃燒熱值低的項目。采用低溫催化劑的建設和運行費用都較低，在脫硝效率上，通過國內外多年催化劑配方的改進，低溫催化劑與中溫催化劑脫硝效率相當，且同等工況條件下使用壽命更長。

由于，垃圾焚燒發電廠產生煙氣成分較為復雜，通常伴有氮氧化物、硫氧化物、氯化物、重金屬等。生活垃圾焚燒發電煙氣凈化工藝通常為半干反應塔+脫酸塔+布袋除塵器+SCR反應器。這樣可有效避免脫硝催化劑失活的風險，延長催化劑使用壽命。

結語

十二五以來，國民的環保觀念不斷提高，伴隨著生存環境惡化的影響，垃圾發電廠項目作為排斥性項目，在國內多地產生了一定鄰避效應。為了減少鄰避效應，最大化控制垃圾焚燒電廠產生的污染，妥善處置社會關注的重點問題，各地垃圾焚燒發電項目的建設及運行標準均一定程度提高。例如，我國廣東地區。

目前，國內各廠商對新建垃圾發電項目煙氣排放標準普遍采用歐盟標準，即EU2000/76/EC。NOx的排放標準被業內廣泛關注，排放標準要求提升。新的排放標準要求，新建垃圾焚燒發電項目按照新的標準執行，且從2016年1月1日起，所有生活垃圾焚燒發電項目要求全部采用新的標準。由此可見，SCR技術作為脫硝效率最高、技術最成熟可靠的脫硝技術之一，在垃圾焚燒超低排放改造大潮中，將具有巨大的應用潛力。

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