一種新型高效SCR脫硝系統(tǒng)研究

吉祥

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，大氣污染問題越來越嚴(yán)重，SCR技術(shù)是煙氣脫硝領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在近年來得到了非常廣泛的應(yīng)用，為進(jìn)一步提高脫硝效率，本文研究了一種適用于垃圾電廠的高效的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，能夠在低溫環(huán)境下對煙氣中的NOx進(jìn)行處理，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：SCR；脫硝系統(tǒng)；研究

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大氣污染問題變得越來越嚴(yán)重，這給人們的健康帶來了很大的威脅，也引起了人們更多的關(guān)注。目前，在焚燒廠所使用的煙氣脫硝技術(shù)主要為選擇性催化還原法（SCR），但當(dāng)前已有的技術(shù)在具體應(yīng)用中表現(xiàn)出很多的問題與不足，必須進(jìn)行不斷的優(yōu)化升級(jí)，因此，本文研究了一種新型高效SCR脫硝系統(tǒng)，希望為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供一定借鑒。

1 SCR脫硝的影響因素

SCR技術(shù)是煙氣脫硝領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在近年來得到了較為廣泛的應(yīng)用，為進(jìn)一步提高脫硝效率，下面對其各項(xiàng)影響因素進(jìn)行分析：

1.1 NH3/NOx摩爾比

SCR脫硝過程中，會(huì)受到很多因素的影響，其中，NH3/NOx摩爾比、運(yùn)行條件以及所使用催化劑的活性用量等是其中最為關(guān)鍵的影響因素。如果氨的逃逸率增加，使得煙氣中未經(jīng)轉(zhuǎn)化NH3的排放濃度變大，就起不到想要的凈化效果，甚至還會(huì)引發(fā)二次污染。

1.2反應(yīng)溫度

一般來說，在300～400 ℃范圍內(nèi)，隨著溫度的上升，脫硝率會(huì)隨之升高，到了400 ℃時(shí)，會(huì)達(dá)到最大值，之后脫硝率會(huì)慢慢下降。很多情況下，會(huì)存在以下兩種趨勢：一是，溫度上升，加快了脫硝反應(yīng)速率，脫硝率隨之升高；二是，溫度上升，對NH3氧化反應(yīng)造成一定程度的影響，降低了脫硝率。研究表明，一般在300～420 ℃時(shí)，催化劑的活性是最高的。

1.3接觸時(shí)間

接觸時(shí)間也會(huì)對脫硝率造成影響，在大約200 ms 時(shí)，脫硝率是最高的，之后會(huì)慢慢下降。考慮到與催化劑的接觸時(shí)間越長，所發(fā)生的反應(yīng)越充分，擴(kuò)散、吸附的越徹底，進(jìn)而可以在一定范圍內(nèi)提高脫硝率；但是，一旦接觸時(shí)間過長，就會(huì)逐漸發(fā)生NH3氧化反應(yīng)，影響到脫硝率。因此，應(yīng)選擇合適的接觸時(shí)間。

1.4催化劑

催化劑作為SCR技術(shù)的核心要素，對脫硝率的影響與其活性、類型等有關(guān)。

具體來說，SCR催化劑有著以下三種設(shè)置方式：高溫高塵、高溫低塵、低溫低塵。如果采用的是高溫高塵，SCR反應(yīng)器設(shè)置在省煤器、空預(yù)器之間，這種形式在工程上應(yīng)用較為廣泛；如果采用的是高溫低塵，SCR反應(yīng)器設(shè)置在除塵器之后，且需要應(yīng)用高溫除塵器，考慮到所需成本較高，在實(shí)際工程中并不多見；如果采用的是低溫低塵，SCR反應(yīng)器設(shè)置在脫硫除塵之后。在中溫催化劑的系統(tǒng)中，要增加相應(yīng)裝置對其中的煙氣進(jìn)行再加熱處理，才能最終實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)。在當(dāng)前的生產(chǎn)過程中，所使用的低溫催化劑的活性溫度一般為160-250 ℃，考慮到出口煙氣溫度為150-190℃，也就不需要或是僅需少量加熱，就可以在催化劑的幫助下，對其中的NOx進(jìn)行處理。可見，低溫催化劑的應(yīng)用成本較低，在脫硝效率方面，近些年的研究發(fā)現(xiàn)，低溫與中溫催化劑的效率非常接近，且使用壽命更長。

2新型高效SCR脫硝系統(tǒng)

2.1技術(shù)方案

通過對各項(xiàng)影響因素的分析，對SCR技術(shù)的相關(guān)特性有了一定的了解，基于此，下面研究了一種新型高效的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，主意包括氨水儲(chǔ)罐、輸送泵、空氣預(yù)熱器、氨水蒸發(fā)器、混合器、煙氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)、脫銷裝置、煙囪和除塵器；脫銷裝置內(nèi)部從上到下依次包括：煙氣進(jìn)口、導(dǎo)流板、整流器、催化劑床層、承托板、SCR反應(yīng)器和煙氣出口，整流器和催化劑床層之間的脫銷裝置上設(shè)有顆粒催化劑入口，催化劑床層底部、且在承托板上方的脫銷裝置上設(shè)有催化劑出口；氨水儲(chǔ)罐、輸送泵、氨水蒸發(fā)器、混合器、煙氣預(yù)熱器的煙氣進(jìn)口、煙氣預(yù)熱器的煙氣出口、脫銷裝置、引風(fēng)機(jī)和煙囪通過管路依次相接；空氣預(yù)熱器與氨水蒸發(fā)器通過管路相接；除塵器與混合器通過管路相接。

考慮到不同催化劑的最佳反應(yīng)溫度有所區(qū)別，可根據(jù)實(shí)際情況選擇加熱溫度，溫度在150℃～200℃之間可控。

2.2工作流程

該系統(tǒng)在工作過程中，通過輸送泵將氨水引至氨水蒸發(fā)器，利用壓縮空氣將其中的氨水相目標(biāo)路徑傳送，空氣預(yù)熱器吸入空氣后，在這里對其進(jìn)行加熱處理，至大約250℃，再對其中的氨水進(jìn)行蒸發(fā)處理；之后，得到的氨氣與除塵器方向傳送過來的煙氣進(jìn)行混合；設(shè)置煙氣加熱器，對入口煙氣的溫度進(jìn)行必要的控制；煙氣加熱到一定溫度之后，進(jìn)入低溫SCR反應(yīng)器；利用煙氣檢測儀，對脫銷裝置前后溫度，以及NOx濃度等進(jìn)行監(jiān)控，煙氣通過催化劑層后，對其進(jìn)行處理；同時(shí)，通過相應(yīng)的入口與出口，實(shí)現(xiàn)催化劑的裝卸。

在該系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，通過負(fù)壓抽取空氣并對其進(jìn)行加熱，熱空氣用作加熱源，對氨水進(jìn)行蒸發(fā)，對得到的氨氣進(jìn)行稀釋，能夠有效地提高氨水的蒸發(fā)速率，保證了氨氣濃度在可控范圍內(nèi)（5%以內(nèi)）；提出了一種裝載催化劑的SCR反應(yīng)器，便于顆粒催化劑的裝卸，有助于催化劑與煙氣進(jìn)行反應(yīng)；所使用的低溫催化劑，最佳反應(yīng)溫度為150℃～180℃，利用檢測設(shè)備可對最佳反應(yīng)溫度、脫硝效率等進(jìn)行科學(xué)的控制。

3結(jié)語

總的來說，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，尤其是大氣污染問題越來越嚴(yán)重，但當(dāng)前已有的技術(shù)在具體應(yīng)用中表現(xiàn)出很多的問題與不足，為有效應(yīng)對日益加劇的大氣污染問題，需對現(xiàn)有的SCR脫硝技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化與改進(jìn)，本文對一種適用于垃圾電廠的高效的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)進(jìn)行了研究，該技術(shù)能夠大大提高脫硝效率，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 昝小舒，李宇建，馬標(biāo)，等. 一種可擴(kuò)展的小型SCR煙氣脫硝噴氨控制系統(tǒng)及優(yōu)化控制方法[J]. 新技術(shù)新工藝，2015（11）：56-61.

[2] 賈林權(quán)，韓志杰，任銳，等. SCR脫硝系統(tǒng)新型側(cè)進(jìn)側(cè)出連接煙道布置及優(yōu)化[J]. 熱力發(fā)電，2017，46（4）：105-110.

[3] 劉洋，趙亮. 混合SNCR/SCR脫硝工藝的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J]. 科技風(fēng)，2016（2）：52-52.

（作者單位：江蘇天楹環(huán)保能源成套設(shè)備有限公司）