窑炉

SCR烟气脱硝技术在国内外的应用现状落

发布时间:2022/11/21 15:20:58   

选择性催化还原脱硝(SelectiveCatalyticReduction,SCR)是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。该工艺主要采用氨(NHs)作为还原剂,将NOx(NO、NO2)选择性地还原为N2,具有无副产物、脱除效率高、运行可靠及便于维护等优点。反应方程式如(1)和(2)所示。

(1)4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

(2)8NH3+6NO2=7N2+12H2O

根据催化剂的反应活性温度不同,可以分为高温SCR脱硝和低温SCR脱硝。低温SCR脱硝的反应温度一般在°C以下。由于低温催化剂反应活性低,价格昂贵,目前尚未开展大规模工业化应用。高温SCR脱硝的反应温度-般在°C以上,钒钛系催化剂由于其具有较高的反应活性,相对适中的价格及对烟气成分的宽广适应性,在煤电行业烟气脱硝中得到广泛的应用。随着环保排放指标的严格,在水泥、玻璃、化工等行业的烟气脱硝也有采用钒钛系催化剂的SCR工艺。

目前,我国火电机组的高温SCR烟气脱硝装置均布置在省煤器与空预器之间,位于电除尘器的上游,属于高温高尘布置。肖雨亭等研究表明,飞灰颗粒对SCR脱硝催化剂的磨损是导致催化剂使用寿命降低的主要因素之一,传统高温高尘布置的SCR装置,其处理的烟气中夹带有大量的粉尘,对催化剂的磨损严重,活性成分流失较快;且粉尘中含有的碱金属(Na、K等)、碱土金属元素(Ca、Mg等)、磷和砷等物质将引起催化剂的化学中毒,导致其失活。SCR工作在高温高尘环境下,加速了脱硝催化剂寿命的衰减,在燃煤电厂一般约3年即需要更换催化剂。

在美国、日本、德国有些火电机组的SCR采用高温低尘(粉尘浓度mg/m3)布置,即将电除尘器放在省煤器的下游,SCR装置布置在高温电除尘器和空预器之间。运行实践表明,在烟气中粉尘被脱除后,几乎不存在催化剂的机械磨损,催化剂的孔径可以更小,这样催化剂及SCR反应器的体积明显减少;且对催化剂化学活性的有害物质浓度大降低,催化剂的寿命也得到延长。燃气轮机由于烟气中粉尘含量更低(粉尘浓度,10mg/m3),其SCR装置嵌入在尾部余热锅炉中,脱硝装置属于高温低尘布置。

本文对高温低尘SCR脱硝装置在国内外燃煤电厂、工业窑炉及燃气机组等的应用现状进行综述,并对高温低尘脱硝在火电厂的应用前景进行了展望。



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