一种新型高效SCR脱硝系统研究

吉祥

摘要：随着经济社会的发展，大气污染问题越来越严重，SCR技术是烟气脱硝领域的关键技术，在近年来得到了非常广泛的应用，为进一步提高脱硝效率，本文研究了一种适用于垃圾电厂的高效的SCR烟气脱硝系统，能够在低温环境下对烟气中的NOx进行处理，值得推广应用。

关键词：SCR；脱硝系统；研究

近年来，随着我国经济的飞速发展，大气污染问题变得越来越严重，这给人们的健康带来了很大的威胁，也引起了人们更多的关注。目前，在焚烧厂所使用的烟气脱硝技术主要为选择性催化还原法（SCR），但当前已有的技术在具体应用中表现出很多的问题与不足，必须进行不断的优化升级，因此，本文研究了一种新型高效SCR脱硝系统，希望为相关技术的发展提供一定借鉴。

1 SCR脱硝的影响因素

SCR技术是烟气脱硝领域的关键技术，在近年来得到了较为广泛的应用，为进一步提高脱硝效率，下面对其各項影响因素进行分析：

1.1 NH3/NOx摩尔比

SCR脱硝过程中，会受到很多因素的影响，其中，NH3/NOx摩尔比、运行条件以及所使用催化剂的活性用量等是其中最为关键的影响因素。如果氨的逃逸率增加，使得烟气中未经转化NH3的排放浓度变大，就起不到想要的净化效果，甚至还会引发二次污染。

1.2反应温度

一般来说，在300～400 ℃范围内，随着温度的上升，脱硝率会随之升高，到了400 ℃时，会达到最大值，之后脱硝率会慢慢下降。很多情况下，会存在以下两种趋势：一是，温度上升，加快了脱硝反应速率，脱硝率随之升高；二是，温度上升，对NH3氧化反应造成一定程度的影响，降低了脱硝率。研究表明，一般在300～420 ℃时，催化剂的活性是最高的。

1.3接触时间

接触时间也会对脱硝率造成影响，在大约200 ms 时，脱硝率是最高的，之后会慢慢下降。考虑到与催化剂的接触时间越长，所发生的反应越充分，扩散、吸附的越彻底，进而可以在一定范围内提高脱硝率；但是，一旦接触时间过长，就会逐渐发生NH3氧化反应，影响到脱硝率。因此，应选择合适的接触时间。

1.4催化剂

催化剂作为SCR技术的核心要素，对脱硝率的影响与其活性、类型等有关。

具体来说，SCR催化剂有着以下三种设置方式：高温高尘、高温低尘、低温低尘。如果采用的是高温高尘，SCR反应器设置在省煤器、空预器之间，这种形式在工程上应用较为广泛；如果采用的是高温低尘，SCR反应器设置在除尘器之后，且需要应用高温除尘器，考虑到所需成本较高，在实际工程中并不多见；如果采用的是低温低尘，SCR反应器设置在脱硫除尘之后。在中温催化剂的系统中，要增加相应装置对其中的烟气进行再加热处理，才能最终实现还原反应。在当前的生产过程中，所使用的低温催化剂的活性温度一般为160-250 ℃，考虑到出口烟气温度为150-190℃，也就不需要或是仅需少量加热，就可以在催化剂的帮助下，对其中的NOx进行处理。可见，低温催化剂的应用成本较低，在脱硝效率方面，近些年的研究发现，低温与中温催化剂的效率非常接近，且使用寿命更长。

2新型高效SCR脱硝系统

2.1技术方案

通过对各项影响因素的分析，对SCR技术的相关特性有了一定的了解，基于此，下面研究了一种新型高效的SCR烟气脱硝系统，主意包括氨水储罐、输送泵、空气预热器、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器、引风机、脱销装置、烟囱和除尘器；脱销装置内部从上到下依次包括：烟气进口、导流板、整流器、催化剂床层、承托板、SCR反应器和烟气出口，整流器和催化剂床层之间的脱销装置上设有颗粒催化剂入口，催化剂床层底部、且在承托板上方的脱销装置上设有催化剂出口；氨水储罐、输送泵、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器的烟气进口、烟气预热器的烟气出口、脱销装置、引风机和烟囱通过管路依次相接；空气预热器与氨水蒸发器通过管路相接；除尘器与混合器通过管路相接。

考虑到不同催化剂的最佳反应温度有所区别，可根据实际情况选择加热温度，温度在150℃～200℃之间可控。

2.2工作流程

该系统在工作过程中，通过输送泵将氨水引至氨水蒸发器，利用压缩空气将其中的氨水相目标路径传送，空气预热器吸入空气后，在这里对其进行加热处理，至大约250℃，再对其中的氨水进行蒸发处理；之后，得到的氨气与除尘器方向传送过来的烟气进行混合；设置烟气加热器，对入口烟气的温度进行必要的控制；烟气加热到一定温度之后，进入低温SCR反应器；利用烟气检测仪，对脱销装置前后温度，以及NOx浓度等进行监控，烟气通过催化剂层后，对其进行处理；同时，通过相应的入口与出口，实现催化剂的装卸。

在该系统的运行过程中，通过负压抽取空气并对其进行加热，热空气用作加热源，对氨水进行蒸发，对得到的氨气进行稀释，能够有效地提高氨水的蒸发速率，保证了氨气浓度在可控范围内（5%以内）；提出了一种装载催化剂的SCR反应器，便于颗粒催化剂的装卸，有助于催化剂与烟气进行反应；所使用的低温催化剂，最佳反应温度为150℃～180℃，利用检测设备可对最佳反应温度、脱硝效率等进行科学的控制。

3结语

总的来说，随着国内经济的飞速发展，对生态环境造成了严重的破坏，尤其是大气污染问题越来越严重，但当前已有的技术在具体应用中表现出很多的问题与不足，为有效应对日益加剧的大气污染问题，需对现有的SCR脱硝技术进行不断的优化与改进，本文对一种适用于垃圾电厂的高效的SCR烟气脱硝系统进行了研究，该技术能够大大提高脱硝效率，值得推广。

参考文献

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（作者单位：江苏天楹环保能源成套设备有限公司）