SCR技術(shù)在高、中、低溫條件下均可實(shí)現(xiàn)較高的NOx去除率(通??蛇_(dá)80%~95%),尤其適用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等排放高濃度NOx的場景。
相比其他脫硝技術(shù)(如SNCR,非選擇性催化還原),SCR在較低溫度(通常為300~400℃)下仍能保持高效反應(yīng)。
SCR采用催化劑(如V?O?-WO?/TiO?、沸石等)促進(jìn)氨(NH?)或尿素與NOx的選擇性反應(yīng),生成無害的N?和H?O,副產(chǎn)物少。
催化劑可根據(jù)煙氣成分(如含硫量、粉塵濃度)進(jìn)行優(yōu)化,適應(yīng)不同工況。
隨著各國對NOx排放限制趨嚴(yán)(如中國超低排放要求NOx<50 mg/m3,歐盟<200 mg/m3),SCR是目前少數(shù)能滿足嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)之一。
雖然初期投資較高(催化劑成本占比較大),但長期運(yùn)行成本低,且可與其他污染物控制設(shè)備(如脫硫、除塵)協(xié)同布置。
系統(tǒng)自動化程度高,適合大型連續(xù)排放源。
副反應(yīng)少,無二次污染(若控制不當(dāng)可能產(chǎn)生少量N?O或NH?逃逸)。
不僅適用于燃煤煙氣,還可處理燃?xì)廨啓C(jī)、垃圾焚燒、化工等行業(yè)的NOx排放。
SNCR(非催化還原):無需催化劑,但脫硝效率低(30%~70%),需高溫(900~1100℃),適合中小型鍋爐。
低溫SCR:新興技術(shù),可適應(yīng)更低溫度(150~300℃),但催化劑易中毒,成本較高。
SCR因其高效率、可靠性和成熟度成為煙氣脫硝的主流選擇,尤其適合高排放標(biāo)準(zhǔn)的大型工業(yè)設(shè)施。未來隨著催化劑改進(jìn)(如抗硫、低溫催化劑研發(fā)),其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。
]]>SCR(Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原)是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的脫硝技術(shù)之一,尤其在燃煤電廠、燃?xì)廨啓C(jī)、船舶和工業(yè)鍋爐等領(lǐng)域。其主要優(yōu)勢包括:
SCR系統(tǒng)在最佳運(yùn)行條件下,NOx(氮氧化物)去除率通常超過?80%~95%,遠(yuǎn)高于其他脫硝技術(shù)(如SNCR)。
適用于嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如中國超低排放要求NOx<50mg/m3,歐盟<200mg/m3)。
適用于?燃煤、燃?xì)狻⑷加?、生物質(zhì)?等多種燃料的燃燒排放。
可處理高濃度NOx煙氣(如燃煤電廠、鋼鐵廠、水泥廠等)。
催化劑可針對不同煙氣成分(如含硫、含塵)進(jìn)行優(yōu)化。
SCR自20世紀(jì)70年代開始商用,技術(shù)成熟度高,全球應(yīng)用案例豐富。
系統(tǒng)自動化程度高,可長期穩(wěn)定運(yùn)行,維護(hù)成本相對較低。
主要反應(yīng):NOx + NH?(尿素/氨水)→ N?(氮?dú)猓?+ H?O,生成物為無害的氮?dú)夂退?/p>
相比SNCR(非催化還原),SCR的氨逃逸(NH?泄漏)更低,減少對設(shè)備的腐蝕和環(huán)境污染。
部分SCR催化劑(如V?O?-WO?/TiO?)可同時促進(jìn)?二噁英(Dioxin)?和?汞(Hg)?的氧化脫除。
與靜電除塵(ESP)、濕法脫硫(WFGD)等組合,形成高效多污染物協(xié)同控制體系。
SCR催化劑最佳工作溫度通常在?300~400℃,適合布置在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間(高塵段),無需額外加熱。
也可用于低溫SCR(如燃?xì)廨啓C(jī)尾氣、玻璃窯爐等)。
技術(shù) | 脫硝效率 | 溫度要求 | 氨逃逸 | 適用場景 |
---|---|---|---|---|
SCR | 80%~95% | 300~400℃ | 低 | 高要求、大型電廠/工業(yè) |
SNCR | 30%~70% | 850~1100℃ | 高 | 中小型鍋爐、改造項目 |
電力行業(yè):燃煤電廠、燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠
工業(yè)鍋爐:鋼鐵、水泥、玻璃、化工
移動源:船舶柴油機(jī)、柴油車(加裝SCR系統(tǒng))
SCR脫硝技術(shù)憑借高效率、成熟可靠、環(huán)保友好等優(yōu)勢,成為全球主流NOx控制方案,尤其適合對排放要求嚴(yán)格的行業(yè)。但其初始投資較高(催化劑成本占比較大),需結(jié)合具體項目需求選擇。
]]>SCR(選擇性催化還原)和SNCR(選擇性非催化還原)是兩種常用的煙氣脫硝技術(shù),主要用于降低燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等排放的氮氧化物(NO?)。它們的異同點(diǎn)如下:
還原劑相同:
均使用氨(NH?)或尿素(CO(NH?)?)作為還原劑,將NO?還原為氮?dú)猓∟?)和水(H?O)。
目標(biāo)一致:
均用于減少煙氣中的NO?排放,滿足環(huán)保要求。
反應(yīng)原理相似:
核心反應(yīng)均為NO?與還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成無害的N?和H?O。
對比項 | SCR | SNCR |
---|---|---|
催化作用 | 需要催化劑(如V?O?-WO?/TiO?) | 無需催化劑,依賴高溫下的自由基反應(yīng)。 |
反應(yīng)溫度 | 中低溫(300–400℃) | 高溫(850–1100℃) |
脫硝效率 | 高(80–90%以上) | 較低(30–70%) |
設(shè)備復(fù)雜性 | 復(fù)雜(需催化反應(yīng)器、吹灰系統(tǒng)等) | 簡單(僅需噴射系統(tǒng)) |
投資與運(yùn)行成本 | 高(催化劑成本高,需定期更換) | 低(無催化劑,但還原劑用量大) |
適用場景 | 大型電廠、高排放標(biāo)準(zhǔn)項目 | 中小型鍋爐、改造項目或低排放要求場景 |
氨逃逸風(fēng)險 | 較低(催化劑促進(jìn)充分反應(yīng)) | 較高(高溫區(qū)停留時間短,易未反應(yīng)完全) |
空間要求 | 需預(yù)留催化反應(yīng)器空間 | 僅需噴射裝置,空間需求小 |
SCR:適合排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、長期運(yùn)行的大型設(shè)施,盡管投資高,但效率穩(wěn)定。
SNCR:適合空間受限、預(yù)算有限的中小型項目,但對溫度窗口敏感,效率波動較大。
兩種技術(shù)也可結(jié)合使用(如SNCR+SCR混合工藝),以平衡成本與效率。
氨儲存與供應(yīng)系統(tǒng)
液氨儲罐或尿素溶液儲罐
蒸發(fā)器(用于液氨氣化)
稀釋風(fēng)機(jī)(用于氨氣與空氣混合)
噴射系統(tǒng)
噴氨格柵(AIG)
噴嘴或噴射槍
流量控制閥
控制系統(tǒng)
NOx濃度監(jiān)測儀
氨流量控制器
PLC/DCS控制系統(tǒng)
氨(NH?)作為還原劑被精確計量并噴射到煙道中
氨與煙氣混合后進(jìn)入SCR反應(yīng)器
在催化劑作用下,氨與NOx發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)夂退?/p>
主要化學(xué)反應(yīng):
4NO + 4NH? + O? → 4N? + 6H?O
氨氮比(NH?/NOx摩爾比)
煙氣溫度窗口(通常280-400℃)
煙氣流速和分布均勻性
催化劑類型和活性
氨逃逸:優(yōu)化噴氨控制策略,確保均勻混合
催化劑堵塞:定期吹灰,控制飛灰濃度
噴氨不均:采用分區(qū)控制,優(yōu)化格柵設(shè)計
腐蝕問題:選用耐腐蝕材料,控制運(yùn)行溫度
定期檢查噴嘴狀態(tài)
校準(zhǔn)流量測量設(shè)備
監(jiān)測催化劑活性
檢查管道和閥門密封性
SCR脫硝系統(tǒng)的效率通??蛇_(dá)80-90%,是當(dāng)前最有效的NOx控制技術(shù)之一。
]]>垃圾焚燒過程中的脫硝(主要去除氮氧化物NOx)是煙氣處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需綜合考慮技術(shù)選擇、運(yùn)行參數(shù)和環(huán)保要求。以下是需要注意的關(guān)鍵細(xì)節(jié):
SNCR(選擇性非催化還原)
溫度窗口:需嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度(通常850~1100℃),垃圾焚燒爐的爐膛溫度波動可能影響脫硝效率。
氨逃逸:過量噴入還原劑(尿素或氨水)可能導(dǎo)致未反應(yīng)的氨逃逸,需優(yōu)化噴射點(diǎn)位和劑量。
適合場景:適用于中小型焚燒廠,成本較低但效率較低(約30~50%)。
SCR(選擇性催化還原)
催化劑選擇:常用釩鎢鈦催化劑,但垃圾煙氣中的重金屬(如Pb、As)、粉塵和酸性氣體(SO2、HCl)易導(dǎo)致催化劑中毒。
溫度匹配:中溫SCR(180~300℃)需避免煙氣再熱能耗過高;低溫SCR(<180℃)需解決催化劑活性問題。
適合場景:高效(脫硝率>80%),但投資和運(yùn)維成本高,需前置除塵、脫酸等工藝保護(hù)催化劑。
組合工藝:SNCR+SCR聯(lián)合可平衡效率與成本,需注意系統(tǒng)協(xié)同控制。
成分復(fù)雜性:垃圾焚燒煙氣含高濃度粉塵、酸性氣體(HCl、SO2)、重金屬及二噁英,可能堵塞催化劑或引發(fā)副反應(yīng)(如SO2氧化為SO3)。
氧含量波動:垃圾熱值不穩(wěn)定導(dǎo)致煙氣氧含量變化,影響還原劑(如氨)與NOx的反應(yīng)路徑。
氨氮比(NSR):通常控制在1.0~1.2,過高增加氨逃逸,過低降低脫硝效率。
混合均勻性:還原劑需與煙氣充分混合,避免局部濃度過高或過低。
空速(GHSV):SCR系統(tǒng)中,過高的空速會縮短煙氣與催化劑接觸時間,降低效率。
噴射系統(tǒng)設(shè)計:SNCR的噴嘴需耐高溫、防堵塞,位置應(yīng)避開高溫腐蝕區(qū)域。
催化劑管理:SCR需定期清灰(如聲波吹灰)、監(jiān)測活性,更換周期通常2~5年。
防腐措施:氨逃逸與SO3可能形成硫酸氫銨(ABS),造成下游設(shè)備(空預(yù)器、除塵器)腐蝕。
氨逃逸:需安裝氨逃逸監(jiān)測儀(通常要求<3 ppm),必要時增設(shè)濕式洗滌塔。
N2O生成:高溫下尿素分解可能產(chǎn)生溫室氣體N2O,需優(yōu)化噴射溫度。
與脫酸、除塵協(xié)同:SCR通常布置在除塵(如布袋)和脫酸(如半干法)之后,以減少催化劑堵塞。
能耗問題:煙氣再熱(如SCR前加熱)會增加能耗,可考慮余熱回收或低溫催化劑。
排放標(biāo)準(zhǔn):需符合當(dāng)?shù)豊Ox限值(如中國GB 18485-2014要求≤250 mg/m3)。
在線監(jiān)測:CEMS系統(tǒng)需定期校準(zhǔn),確保NOx、氨逃逸等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
還原劑成本:液氨、尿素或氨水的選擇需考慮儲存安全性和價格。
催化劑壽命:通過預(yù)處理(如噴活性炭吸附重金屬)延長催化劑使用時間。
前期設(shè)計:根據(jù)垃圾成分、熱值波動選擇合適工藝,預(yù)留調(diào)整空間。
運(yùn)行中:密切監(jiān)控溫度、氨逃逸及催化劑狀態(tài),及時調(diào)整噴氨策略。
維護(hù)保養(yǎng):定期清理噴射系統(tǒng)和催化劑,避免因積灰或中毒導(dǎo)致效率下降。
通過精細(xì)化控制,可在滿足環(huán)保要求的同時降低運(yùn)行成本。
SCR(選擇性催化還原)脫硝系統(tǒng)的主要設(shè)備
SCR(Selective Catalytic Reduction)是一種廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域的脫硝技術(shù),通過向煙氣中噴入還原劑(如氨或尿素),在催化劑作用下將NOx還原為N?和H?O。其主要設(shè)備包括以下核心部分:
液氨/氨水儲罐:儲存液態(tài)氨或氨水(需符合安全規(guī)范)。
尿素溶解與儲存系統(tǒng)(尿素-SCR):
尿素溶解罐:將尿素顆粒溶解為尿素溶液(40%~50%濃度)。
尿素儲罐:儲存制備好的尿素溶液。
蒸發(fā)/混合系統(tǒng)(液氨-SCR):將液氨蒸發(fā)為氣態(tài)氨,并與空氣混合稀釋至安全濃度(通常<5%)。
噴氨格柵(AIG, Ammonia Injection Grid):
多噴嘴設(shè)計,確保還原劑均勻噴入煙氣中。
通常安裝在SCR反應(yīng)器前的煙道內(nèi)。
流量控制閥與計量模塊:精確調(diào)節(jié)還原劑噴射量(根據(jù)NOx濃度實(shí)時反饋)。
反應(yīng)器殼體:耐高溫、耐腐蝕鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)含催化劑層。
催化劑層:
類型:蜂窩式、板式或波紋式催化劑(常用成分為V?O?-WO?/TiO?)。
布置:通常為2~4層,預(yù)留備用層以延長使用壽命。
吹灰系統(tǒng):
聲波吹灰器或蒸汽/壓縮空氣吹灰器,防止催化劑積灰堵塞。
煙道與導(dǎo)流板:確保煙氣均勻通過催化劑層,避免偏流。
煙氣加熱系統(tǒng)(可選):在低溫工況下預(yù)熱煙氣至催化劑活性溫度(通常280~400℃)。
NOx/O?在線分析儀:實(shí)時監(jiān)測入口/出口NOx濃度。
氨逃逸監(jiān)測儀:控制過量氨噴射(防止逃逸氨造成污染)。
DCS/PLC控制系統(tǒng):自動調(diào)節(jié)噴氨量,優(yōu)化脫硝效率(目標(biāo)脫硝率通常>80%)。
稀釋風(fēng)機(jī):為氣態(tài)氨提供稀釋空氣。
廢水處理系統(tǒng)(尿素-SCR):處理尿素水解產(chǎn)生的廢液。
安全設(shè)施:氨泄漏檢測儀、應(yīng)急噴淋系統(tǒng)等。
溫度窗口:催化劑最佳工作溫度(燃煤電廠通常300~400℃)。
空速(SV):煙氣在催化劑內(nèi)的停留時間。
NH?/NOx摩爾比:通??刂圃?.8~1.2,避免氨逃逸。
SCR系統(tǒng)的設(shè)備選型和布置需根據(jù)具體燃料類型、煙氣條件及排放標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化。
SCR技術(shù)因其高脫硝效率(可達(dá)90%以上)成為全球NOx控制的核心手段,尤其在中國、歐盟、美國等嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)應(yīng)用廣泛。
]]>實(shí)際應(yīng)用中需權(quán)衡催化劑成本、氨逃逸控制及系統(tǒng)壓降等問題,但通過精細(xì)化設(shè)計(如CFD流場模擬、催化劑模塊化更換)可有效優(yōu)化??傮w而言,SCR在高效性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性上的平衡使其成為工業(yè)脫硝的核心技術(shù)。
]]>SCR脫硝優(yōu)于SNCR脫硝的原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
總結(jié):SCR在脫硝效率、氨逃逸控制和適用范圍上優(yōu)于SNCR,盡管成本較高,但適合對排放要求嚴(yán)格的場合;SNCR則適用于中小型設(shè)備或排放要求較低的場景。