SCR脫硝技術是一種選擇性催化還原技術,近年來發展迅速,廣泛應用于西歐和日本。目前,氨催化還原法是應用最廣泛的技術。選擇性是指在催化劑和氧氣存在條件下,NH3優先和NOx發生還原脫除反應,産生氮氣和水,而不與煙氣中的氧氣發生氧化反應。主要反應式如下:
4NO 4NH3 O2→4N2 6H2O(1)
2NO2 4NH3 O2→ 3N2 6H2O(2)
在沒有催化劑的情況下,上述化學反應僅在980℃左右方能進行,使用催化劑的話反應溫度可控制在300-400℃,相當于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間的煙氣溫度。由于NOx在煙氣中的濃度較低,而上述反應是放熱反應,因此可以忽略反應引起的催化劑溫度升高。
其優點是:使用催化劑時反應溫度低;淨化率高,可達85%以上;工藝設備緊湊,操作可靠;還原後的氮氣排空,無二次污染。同時,它也有一些明顯的缺點:煙氣成分複雜,部分污染物會導緻催化劑中毒;高分散粉塵顆粒可覆蓋催化劑表面,降低其活性;系統中産生硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氫氨NH4HSO4,降低氨利用率;投資和運營成本高。
作為SCR脫硝反應的核心,催化劑的質量和性能與脫硝效率直接挂鈎。因此,除了反應器和煙道的設計外,催化劑的參數設計在火電廠脫硝工程中也非常重要。一般來說,脫硝催化劑是根據項目煙氣成分、特性、效率和客戶要求定制的,要求催化劑活性高,使用壽命長,經濟性好,無二次污染。當以氨為還原劑還原NOx時,銅、鐵、鉻、錳等非貴金屬均可以起到有效的催化作用,但由于煙氣中含有SO2、塵粒和水霧,對催化反應和催化劑都不利,因此采用銅、鐵等金屬作為催化劑的SCR法必須先進行煙氣除塵和脫硫。或用不易受髒煙污染和腐蝕影響的催化劑,同時還要具有一定的活性和耐受性。
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