选择性催化还原(SCR)脱硝工艺主要用于布置在燃煤和燃油电厂的固态排渣或者液态排渣锅炉的烟气下游。在一定温度和有催化剂存在的情况下,向烟气中通入作为还原剂的NH3或者尿素等,将烟气中的NOx还原为无害的氮气(N2)和水(H2O),从而达到脱除NOx、净化烟气和减少电厂污染物排放的目的。SCR技术中文叫作选择催化还原技术。低温下NOx的简单分解在热力学角度上是可行的并且反应能够进行,但是反应非常缓慢,为了使NOx转化为N2,需要在反应过程中加入还原剂。还原剂有CH4、H2、CO和NH3等。其中NH3是当今电厂SCR脱硝中广泛采用的还原剂,现在几乎所有的研究都一致认为在典型SCR 反应条件下的化学反应式为:
4NO + 4NH3 + O2 → 6H2O + 4N2
NO + NO2 + 2NH3 → 3H2O + 2N2
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200~450℃的温度范围内有效进行。反应时,排放气体中的NOx和注入的NH3几乎是以1:1的物质的量之比进行反应,可以得到80%~90%的脱硝率。在反应过程中,NH3可以选择性地和NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,因此反应又被称为“选择性”。


选择性催化还原(SCR)脱硝反应原理图

选择性催化还原(SCR)工艺技术特点
SNCR英文全拼为“Selective Non-Catalytic Reduction”,中文意为为“选择性非催化还原”。SNCR技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。SNCR方法主要使用含氮的药剂在温度区域870~1,200°C喷入含NO的燃烧产物中,发生还原反应,脱除NO,生成氮气和水。由于在一定温度范围,有氧气的情况下,氮剂对NOx的还原,在所有其他的化学反应中占主导,表现出选择性,因此称之为选择性非催化还原。
SNCR在实验室内的试验中可以达到90%以上的NO脱除率。SNCR应用在大型锅炉上,选择短期示范期间能达到75%的脱硝效率,典型的长期现场应用能达到30%~50%的NOx脱除率。在大型的锅炉(大于300MW发电功率)上运行,通常由于混合的限制,脱硝率小于40%。
SNCR技术适用于各种煤粉锅炉、循环流化床锅炉、垃圾焚烧炉等,具有适应性广与炉型、燃料类型无关等优点。
