一種新型高效SCR脫硝系統研究

吉祥

摘要：隨著經濟社會的發展，大氣污染問題越來越嚴重，SCR技術是煙氣脫硝領域的關鍵技術，在近年來得到了非常廣泛的應用，為進一步提高脫硝效率，本文研究了一種適用于垃圾電廠的高效的SCR煙氣脫硝系統，能夠在低溫環境下對煙氣中的NOx進行處理，值得推廣應用。

關鍵詞：SCR；脫硝系統；研究

近年來，隨著我國經濟的飛速發展，大氣污染問題變得越來越嚴重，這給人們的健康帶來了很大的威脅，也引起了人們更多的關注。目前，在焚燒廠所使用的煙氣脫硝技術主要為選擇性催化還原法（SCR），但當前已有的技術在具體應用中表現出很多的問題與不足，必須進行不斷的優化升級，因此，本文研究了一種新型高效SCR脫硝系統，希望為相關技術的發展提供一定借鑒。

1 SCR脫硝的影響因素

SCR技術是煙氣脫硝領域的關鍵技術，在近年來得到了較為廣泛的應用，為進一步提高脫硝效率，下面對其各項影響因素進行分析：

1.1 NH3/NOx摩爾比

SCR脫硝過程中，會受到很多因素的影響，其中，NH3/NOx摩爾比、運行條件以及所使用催化劑的活性用量等是其中最為關鍵的影響因素。如果氨的逃逸率增加，使得煙氣中未經轉化NH3的排放濃度變大，就起不到想要的凈化效果，甚至還會引發二次污染。

1.2反應溫度

一般來說，在300～400 ℃范圍內，隨著溫度的上升，脫硝率會隨之升高，到了400 ℃時，會達到最大值，之后脫硝率會慢慢下降。很多情況下，會存在以下兩種趨勢：一是，溫度上升，加快了脫硝反應速率，脫硝率隨之升高；二是，溫度上升，對NH3氧化反應造成一定程度的影響，降低了脫硝率。研究表明，一般在300～420 ℃時，催化劑的活性是最高的。

1.3接觸時間

接觸時間也會對脫硝率造成影響，在大約200 ms 時，脫硝率是最高的，之后會慢慢下降?？紤]到與催化劑的接觸時間越長，所發生的反應越充分，擴散、吸附的越徹底，進而可以在一定范圍內提高脫硝率；但是，一旦接觸時間過長，就會逐漸發生NH3氧化反應，影響到脫硝率。因此，應選擇合適的接觸時間。

1.4催化劑

催化劑作為SCR技術的核心要素，對脫硝率的影響與其活性、類型等有關。

具體來說，SCR催化劑有著以下三種設置方式：高溫高塵、高溫低塵、低溫低塵。如果采用的是高溫高塵，SCR反應器設置在省煤器、空預器之間，這種形式在工程上應用較為廣泛；如果采用的是高溫低塵，SCR反應器設置在除塵器之后，且需要應用高溫除塵器，考慮到所需成本較高，在實際工程中并不多見；如果采用的是低溫低塵，SCR反應器設置在脫硫除塵之后。在中溫催化劑的系統中，要增加相應裝置對其中的煙氣進行再加熱處理，才能最終實現還原反應。在當前的生產過程中，所使用的低溫催化劑的活性溫度一般為160-250 ℃，考慮到出口煙氣溫度為150-190℃，也就不需要或是僅需少量加熱，就可以在催化劑的幫助下，對其中的NOx進行處理?？梢姡蜏卮呋瘎┑膽贸杀据^低，在脫硝效率方面，近些年的研究發現，低溫與中溫催化劑的效率非常接近，且使用壽命更長。

2新型高效SCR脫硝系統

2.1技術方案

通過對各項影響因素的分析，對SCR技術的相關特性有了一定的了解，基于此，下面研究了一種新型高效的SCR煙氣脫硝系統，主意包括氨水儲罐、輸送泵、空氣預熱器、氨水蒸發器、混合器、煙氣預熱器、引風機、脫銷裝置、煙囪和除塵器；脫銷裝置內部從上到下依次包括：煙氣進口、導流板、整流器、催化劑床層、承托板、SCR反應器和煙氣出口，整流器和催化劑床層之間的脫銷裝置上設有顆粒催化劑入口，催化劑床層底部、且在承托板上方的脫銷裝置上設有催化劑出口；氨水儲罐、輸送泵、氨水蒸發器、混合器、煙氣預熱器的煙氣進口、煙氣預熱器的煙氣出口、脫銷裝置、引風機和煙囪通過管路依次相接；空氣預熱器與氨水蒸發器通過管路相接；除塵器與混合器通過管路相接。

考慮到不同催化劑的最佳反應溫度有所區別，可根據實際情況選擇加熱溫度，溫度在150℃～200℃之間可控。

2.2工作流程

該系統在工作過程中，通過輸送泵將氨水引至氨水蒸發器，利用壓縮空氣將其中的氨水相目標路徑傳送，空氣預熱器吸入空氣后，在這里對其進行加熱處理，至大約250℃，再對其中的氨水進行蒸發處理；之后，得到的氨氣與除塵器方向傳送過來的煙氣進行混合；設置煙氣加熱器，對入口煙氣的溫度進行必要的控制；煙氣加熱到一定溫度之后，進入低溫SCR反應器；利用煙氣檢測儀，對脫銷裝置前后溫度，以及NOx濃度等進行監控，煙氣通過催化劑層后，對其進行處理；同時，通過相應的入口與出口，實現催化劑的裝卸。

在該系統的運行過程中，通過負壓抽取空氣并對其進行加熱，熱空氣用作加熱源，對氨水進行蒸發，對得到的氨氣進行稀釋，能夠有效地提高氨水的蒸發速率，保證了氨氣濃度在可控范圍內（5%以內）；提出了一種裝載催化劑的SCR反應器，便于顆粒催化劑的裝卸，有助于催化劑與煙氣進行反應；所使用的低溫催化劑，最佳反應溫度為150℃～180℃，利用檢測設備可對最佳反應溫度、脫硝效率等進行科學的控制。

3結語

總的來說，隨著國內經濟的飛速發展，對生態環境造成了嚴重的破壞，尤其是大氣污染問題越來越嚴重，但當前已有的技術在具體應用中表現出很多的問題與不足，為有效應對日益加劇的大氣污染問題，需對現有的SCR脫硝技術進行不斷的優化與改進，本文對一種適用于垃圾電廠的高效的SCR煙氣脫硝系統進行了研究，該技術能夠大大提高脫硝效率，值得推廣。

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（作者單位：江蘇天楹環保能源成套設備有限公司）