SCR的发明权属于美国,而日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用。目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。日本有93%以上的废气脱硝采用SCR,运行装置超过300套。德国于20世纪80年代引进该技术,并规定发电量50MW以上的电厂都得配备SCR装置。台湾有100套以上的SCR装置在运行。大庆石化总厂化肥厂、川化集团公司、北京燕山石化公司合成橡胶厂和福建漳州电厂等也从国外引进了SCR装置。
1.技术原理
有多种还原剂(CH4、H2、CO和NH3)可以将NOx还原成N2,尤其是NH3可以按下式选择性地和NOx反应:
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O(1)
8NH3+6NO2=7N2+12H2O(2)
通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200~450℃的范围内有效进行。在NH3/NOx为1(摩尔比)的条件下,可以得到80%~90%的脱硝率。在反应过程中,NH3有选择性地和NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2所氧化。
2.工艺流程
SCR废气脱硫装置的工艺流程如图所示,主要由氨气供应系统、氨气控制系统、催化剂、排气系统、预热系统和反应器等组成。液氨由槽车运送到液氨储罐,液氨储槽输出的液氨在蒸发器内蒸发为氨气,并将氨气加热到常温后,送到氨气缓冲罐备用。氨气缓冲罐的氨气经调压阀减压后,通过喷氨格栅的喷嘴喷入废气中与废气混合,再经静态混合器充分混合后进入催化反应器。当废气温度低时,预热系统用来加热废气。达到反应温度且与氨气充分混合的废气流经SCR反应器的催化层时,氨气与NOx发生催化氧化还原反应,将NOx还原为无害的N2和H2O。
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SCR废气脱硫装置的工艺流程