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電力儀器資訊:摘要:本文系統地介紹了SCR法脫硝原理,并分析了影響SCR法性能的一些身分,主要包括:催化劑活性、煙氣溫度、SO2轉化率、NH3的逃逸。根據SCR法脫硝技術原理和利用實踐,會商了影響脫硝設備性能的技術和工程原因,針對實際利用中存在的題目提出了相應的對策。
關頭詞:SCR,氮氧化物,催化劑,SO2轉化率,NH3逃逸
前言
我國一次能源結構以煤炭為主,燃煤發生的氮氧化物(NOx是造成大氣污染的主要污染源之一,不但會形成酸雨,還能導致光化學煙霧,危害人類健康,而燃煤電站是NOx排放的大戶。對于所選用的消毒劑的工藝使用條件（如溫度、濃度和時間）。
對于燃煤電站汽鍋,一般熱力型NOx占總NOx排放量的25%,燃料型NOx占75%,速度型NOx所占份額很少。目前燃煤電站的NOx節制技術主要包括各類低NOx燃燒技術如空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煤粉再燃等和煙氣脫硝技術如SCR(選擇性催化還原、SNCR(非選擇性催化還原等。
應參照《消毒技術規范》－消毒劑對物體表面模擬現場和現場消毒鑒定試驗中規定的方法進行消毒液消毒效果的驗證試驗，SCR法基本原理
氮氧化物(NOx選擇性催化還原進程是在催化劑的感化下,經由過程加氨(NH3可以把NOx轉化成空氣中自然含有的氮氣(N2和水,由于NH3可以“選擇性的”和NOx反應而不是被氧氣(O2氧化,是以反應被稱為具有“選擇性”。
主要反應方程式如下:
4NO+4NH3+O2%26rarr4N2+6H2O
6NO+4NH3%26rarr5N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2%26rarr3N2+6H2O
6NO2+8NH3%26rarr7N2+12H2O
NO+NO2+2NH3%26rarr2N2+3H2O
除上述反應之外,在條件改變時,還可能發生以下副反應:
4NH3+3O2%26rarr2N2+6H2O
4NH3+5O2%26rarr4NO+6H2O
2NH3%26rarrN2+3H2
SO3+2NH3+H2O%26rarr(NH42SO4
SO3+NH3+H2O%26rarrNH4HSO4
影響SCR法脫硝性能身分及對策
2.1催化劑的活性
市場上主流催化劑有三種,分別為蜂窩式、平板式、與波紋板式。盡量減少ClO2的外泄；其二需要增設操作工人的呼吸系統的保護裝置；其三要監測車間空氣中ClO2的濃度。
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2.1.1催化劑中毒目前,普遍利用的SCR催化劑是以TiO2為載體,V2O5-WO3為活性物質構成的平板式催化劑。催化劑活性喪失主要原因是由于在SCR裝置在實際運行進程中,由于煙氣中的某些成分引發催化劑中毒、煙氣溫度太高造成催化劑燒結、由于飛灰的撞擊造成催化劑的磨蝕等。
不可避免的因ClO2的泄漏而導致生產車間空氣中含有一定量的ClO2，兩種中毒的機理為水溶性堿金屬和藹態砷化物進進催化劑內部并聚積,在催化劑活性位置與其他物質發生反應,引發催化劑活性降低。對于堿金屬中毒,由于堿金屬在水溶下的活性很強,將會完全滲透進進催化劑材料中,所以避免水蒸汽在催化劑概況凝聚,可有效避免此類環境發生。
接觸后引起咳嗽、噴嚏、氣急、胸悶以及流涕、流淚等刺激癥狀，2.1.2催化劑的磨蝕典型的砷中毒是由于煙氣中的As2O3引發的,As2O3分散到催化劑中并固化在活性、非活性區域,使反應氣體在催化劑內的分散受到限制。對于金屬砷引發的中毒,普遍采取向爐膛內添加1%～2%的石灰石(典型的石灰石和燃料比是1∶50,石灰石中的CaO與砷反應,將氣態的砷固化為不會使催化劑中毒的固態CaAsO4。
消毒劑對設備的腐蝕、消毒劑對操作人員的傷害以及消毒劑在包材中的殘留也是重點需要考慮的因素，磨蝕強度與氣流速度、飛灰特點、撞擊角度及催化劑本身特點有關。大多數的催化劑磨蝕發生在直接暴露在塵粒沖擊的催化劑邊沿,凡是采取在催化劑進口部分加以硬化和進步邊沿硬度等措施來降低磨蝕。
以驗證工藝條件在包材消毒設備上的合理性和可靠性，催化劑的活性與煙氣溫度的關系如圖2所示。當煙氣溫度在340℃～380℃之間時,V2O5活性最高及催化劑活性最高,這也是大多數SCR反應器置于省煤器和空預器之間的原因。除了重點考慮消毒劑對于微生物的廣譜殺菌特性及殺菌強度外。
當催化劑長時間暴露于450℃以上的高溫環境中可引發催化劑活性位置的燒結,導致催化劑顆粒增大,概況積減小,而使催化劑活性減低。煙氣溫度主要隨汽鍋負荷轉變而轉變,是以應盡量保持爐膛負荷穩定。
工藝上要求消毒液的噴沖、作用時間要越短越好，在催化劑制作工藝上適量加進鎢進行退火處理,會令催化劑的熱穩定性最大化,可以最大限度的減少催化劑的燒結。延伸閱讀：
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2.3SO2/SO3轉化率
催化劑中的V2O5不但是重要的活性成分,具有較高的脫硝效率,但同時也能促進SO2向SO3轉化,SO2/SO3轉化率與溫度的關系如圖3所示。
采用灌注消毒法一般可維持較長的消毒液作用時間，當煙氣經由過程空氣預熱器被冷卻,溫度降至110℃以下時,SO3與水反應全數天生H2SO4,煙氣中的H2SO4蒸汽濃度是影響煙氣酸露點的決定身分之一,即使其含量很少,煙氣酸露點也會急劇上升。當溫度降低到酸露點以下時,就會有硫酸液滴析出,造成空氣預熱器的冷端受熱面結露、腐蝕、堵灰。
用于PET瓶ESL熱灌裝生產中的包材消毒的常用消毒劑主要有次氯酸、二氧化氯、過氧乙酸和復合型消毒劑[[2]]，目前,凡是往除SO3的方法是將氫氧化鈣或氫氧化鎂配置成漿液,噴進爐膛上部的分歧溫度區域。
SO3與鈣、鎂反應天生硫酸鹽,與飛灰一起在除塵裝置中被除往。需要根據所選用消毒劑的殺菌強度、消毒劑的腐蝕性和對人員的刺激性、生產線的運行速度和穩定性要求以及生產企業的質量品控水平選擇合理的包材消毒方式，2.4NH3的逃逸
在SCR系統中,催化劑是分層安插的,而NH3的泄漏是由于分布不均造成的。
當SCR反應器內多余的未加進反應的NH3與SO3的體積濃度比逾越2∶1時,在水蒸氣的感化下天生NH4HSO4。為了防止空氣中的微生物對灌裝半成品的二次污染。
同時NH3多余導致了飛灰化學性質發生了改變,飛灰質量變差,再利用性降低,運行成本進步。在SCR裝置中,NH3的逃逸一般節制在3ppm以下。空瓶的消毒方式主要有消毒液灌注法和噴沖法。
由于SCR反應器煙道的復雜性,在保證催化劑進口截面氣體速度均勻性方面凡是采納在煙道轉向處加裝導流板與擾流柱的方法在保證NH3/NOx摩爾比的分布均勻方面,需要采取覆蓋整個煙道截面的網格型多組噴嘴設計,把氨與空氣的混合物均勻地噴射到煙氣中,并采取多組閥門以盡量單獨節制各噴嘴的噴氨量,工程中常采取氨噴射格柵(AIG。結論
SCR選擇性催化還原脫硝方法在國際上已發展成熟,并已成功運用到大型燃煤電站中,而我國在煙氣脫硝技術利用方面剛剛起步。
需要根據包裝材料初始的微生物污染程度來確定消毒劑品種的選擇、消毒劑使用的工藝條件和消毒方式的選擇，SCR煙氣脫硝系統性能與汽鍋設計、燃燒系統與燃用煤種和汽鍋運行條件、出格是與催化劑性能密切相關,為了保證系統運行的安全穩定,必須選擇適合的反應器均流結構,嚴格節制催化還原反應的溫度,加強催化劑的維護,以獲得較好的社會和經濟效益。延伸閱讀：
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原題目:選擇性催化還原(SCR脫硝技術利用題目及對策
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