SCR脫硝系統超低排放運行研究

岳鵬 安家圣 王楊

【摘 要】隨著電力企業發展速度越來越快，越來越多人開始重視SCR脫硝系統超低排放，對煙氣脫硝技術要求越來越高。近幾年，隨著脫硝技術發展越來越成熟，選擇性催化還原脫硝技術應用越來越廣泛。對此本文圍繞SCR脫硝系統超低排放運行優化技術為中心，對選擇性催化還原法、SCR脫硝系統超低排放運行優化技術進行綜合分析。

【關鍵詞】選擇性催化還原（SCR）；超低排放；氨逃逸

燃煤電廠快速發展過程會排放出來很多 污染源，這些污染源會對空氣環境造成污染，大量的 污染源會嚴重破壞臭氧層，依據有關部門超低排放改造發展要求，通過改造之后的鍋爐煙氣中的 濃度必須保證在 。

1.選擇性催化還原法（SCR）

選擇性催化還原法（SCR）主要是指在催化劑的影響下，通過使用還原劑有選擇性的和煙氣中 進行反應進而生成一種無毒無污染的N2與H2O。SCR技術能夠很好控制鍋爐煙氣中存在的 這是一種應用非常廣泛的煙氣脫硝技術，通過合理的對其進行布置能夠達到將近79%—92%脫除率。使用SCR開展煙氣脫硝工作。

2.SCR脫硝系統超低排放運行優化技術研究

2.1SCR脫硝影響因素

SCR脫硝是一個復雜的過程，影響SCR脫硝得到因素比較多，比較常見的主要有以下幾種：第一點，氨的逃逸與催化劑的活性用量、 或者 聯系非常密切，如果氨的逃逸率進一步增加，不能夠在短時間內轉化為 的排放濃度，在一定程度上就會導致二次污染的現象發生。第二點，接觸時間造成的影響，脫硝率與催化劑、反應氣體聯系比較緊密，當兩者之間基礎時間越來越長時，脫硝率就會逐漸開始增加，當然，脫硝率是有一個頂值的，當增加到將近198ms時，脫硝率就會上升到最高數值之后開始出現下降[1]。伴隨著催化劑、反應氣體長時間接觸時反應氣體就會在短時間內從催化劑微孔中快速擴散，進而造成脫硝率得到提升，隨著接觸時間越來越長 就開始出現氧化，造成脫硝率開始下降，由此可以得出，反應氣體與催化劑接觸時間不適宜太長。第二點，反應溫度，溫度與脫硝率存在著直接聯系，在295—389℃這個前提條件下反應溫度就會逐漸開始上升，與此同時脫硝率也會越來越高，當溫度上升到389℃時就達到了極限，接下來脫硝率溫度就開始發生了很大變化，逐漸又高轉向低。一般情況下主要體現在以下兩個方面：首先，溫度在上升的同時會造成

會急劇氧化反應，最終會造成脫硝率下降。當脫硝反應在295—413℃這個區間進行時，催化劑活性呈現的是一種最大狀態，在這種條件下應該把SCR反應器設置在空氣預熱器和鍋爐煤器之間是最合適的。第三點，催化劑影響，催化劑是SCR工藝技術的重要內容，催化劑和脫除率受到類型、結構、表面積等相關特性影響比較大。特別是催化劑活性對 整體脫除率會產生重要影響。催化劑性能參數主要表現在以下幾點：（1）催化劑比表面積，催化劑表面積主要是指在一個單位體積催化劑中的幾何表面積，通常空隙越多的催化劑幾何表面積就會越來越大，整體性能也會越來越穩定。（2）催化劑體積，在SCR系統里，催化劑體積的大小變化與氨逃逸量、催化劑活性、幾何特性、煙氣流量、壓力損失等各種因素有直接關系。（3）空間速度，煙氣流量和催化劑體積中的商數聯系比較緊密， 空間速度，[h-1]， 煙氣流量，[m3/h]， 催化劑體積[m3]，空間速度中的物理意義一般是指煙氣在整個催化劑容積內部滯留時間的尺度。空間速度是整個催化反應器的重要設計根據，空間速度受催化劑特性影響比較大，因此，一定要全面考慮運行溫度、脫氮效率、氨逃逸量、煙氣中的粉塵含量、催化反應器布置位。（4）SO2/SO3轉化率，SO2/SO3轉化率準確的講是指兩者之間進行轉化之后存在的比例，當轉化率處于一種很高的狀態時在一定程度上會對設備產生很大危害，因此，一定要合理控制兩者之間的轉化率，通常情況下都在1%—2%之間。影響SO2/SO3轉化率的因素主要有催化劑成分與反應溫度，與此同時還有氨的噴入量，當反應溫度越來越高是，轉化率也會越來越高，圖1 脫硝系統裝置圖。

2.2催化劑活性分析

催化劑活性與壓力、煙氣流量、催化劑配方、催化劑受損害等因素聯系非常密切，當這些因素發生變化時催化劑活性也會發生很大變化，催化劑活性降低將會造成脫硝率下降，與此同時在一定程度上將會造成氨逃逸量持續增大。As2O3氣體和催化劑活性成分中的五氧化二礬發生反應之后在表面會形成五氧化二砷，造成催化劑活性遭到破壞。影響催化劑失去活性的機理主要有砷中毒機理，當煙氣中的煤器發生冷卻之后As2O3和飛灰發生反應之后會生成一種比較穩定的化合物，進而在催化劑上開始出現凝結，最終會造成堵塞毛細孔或者覆蓋整個活性成分。

2.3加裝SCR系統裝置對鍋爐與輔機造成的影響

SCR催化劑通過把煙氣中SO2轉化成SO3，與逃逸中的部分氨發生反應之后會生成硫酸氫銨，在某種程度上會增加空預器堵塞與腐蝕帶來的風險，硫酸氫銨粘附到空預器畜熱元件的表面上之后會造成畜熱元件產生很多積灰，從而減小空預器內流通截面積，進而增加空預器阻力現象的發生，使得空預器換熱元件效率開始下降[2]。SCR反應器中煙氣流速大概在5—7m/s，最終會造成很多積灰的現象發生。要想保障SCR催化劑產生的效果，一般會在SCR內配置吹灰器再把積灰吹入到空預器當中，隨著時間越來越長空預器中就會造成賭灰現象的產生。通過安裝SCR脫硝裝置之后，空預器段中存在的煙氣負壓會進一步增加，漏風壓差也會得到增加，一般情況空預器漏風率會達到0.86%—1.7%。

3.結語

隨著SCR 脫硝技術發展越來越成熟，影響脫硝效率的各種因素也會越來越多，因此，在運行過程當中一定要對其進行實時監控，在合理的時間來抽取催化劑進行檢驗，需要注意的一點是，在使用SCR進行脫硝時一定要綜合考慮催化劑活性與氨的逃逸率、脫硝率。在不能夠有效保證氨逃逸率的前提條件下，一味的追求脫硝效率顯然是一種不合理的做法，這樣就會造成更多污染現象的發生，同時也會提升空預期腐蝕、賭灰概率。

參考文獻：

[1]孫漪清，陳鋒，趙勇，等.超低排放下SCR脫硝過程中的硫酸氫銨生成與控制[J].能源與節能，2017（9）：101-102.

[2]孫捷，孫玉龍.燃煤機組SCR脫硝系統全負荷脫硝控制對策[J].山東工業技術，2017（1）：64-64.

（作者單位：河南九龍環保有限公司平東分公司）