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scr脱硝催化剂反应原理及工艺流程介绍

2026-2-1 16:46:36      点击:

    scr脱硝催化剂反应原理及工艺流程介绍

     SCR脱硝技术是当前工业烟气净化中最成熟高效的方法之一,尤其适用于火电、钢铁、水泥等高排放行业。你关注的催化剂反应原理与工艺流程,正是系统高效运行的核心所在。


      一、SCR脱硝催化剂反应原理
      SCR(选择性催化还原)的核心是在催化剂作用下,利用氨(NH₃)作为还原剂,将烟气中的氮氧化物(NOₓ)选择性地还原为无害的氮气(N₂)和水(H₂O),避免与大量存在的氧气发生副反应。
      主要化学反应如下:
 ‌     1、标准反应‌(针对NO):     4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
‌      2、快速反应‌(NO与NO₂比例接近1:1时):     NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
 ‌     3、针对NO₂的反应‌:    6NO2+8NH3→7N2+12H2O
      这些反应在‌200~450℃‌的温度窗口内进行,而催化剂的关键作用是显著降低反应活化能,使反应在此温度范围内高效发生,避免高温能耗问题。
      副反应需警惕:
      1、氨气氧化:    4NH3+3O2→2N2+6H2O(>350℃时加剧)
      2、生成N₂O温室气体:    4NH3+4NO+3O2→4N2O+6H2O
      3、硫酸氢铵沉积:NH₃与SO₃反应生成NH₄HSO₄,易堵塞空气预热器

      因此,控制氨逃逸率(通常<3ppm)和烟气温度至关重要。


      二、SCR脱硝工艺流程如下
      典型的SCR工艺流程包括以下几个关键环节:
‌      1、还原剂储存与制备‌
      液氨由槽车运输,储存在密闭氨罐中;或使用尿素溶液,经热解/水解生成NH₃。
‌      2、氨气蒸发与稀释‌
      液氨通过蒸发器汽化,与稀释空气混合,确保安全浓度(通常<5%)。
 ‌     3、喷氨混合系统‌
      氨气通过‌喷氨格栅‌(AIG)均匀喷入烟道,在静态混合器作用下与烟气充分混合。
‌      4、催化反应器‌
      含催化剂的反应器通常布置在锅炉省煤器与空气预热器之间,烟气在此通过多层催化剂层,完成NOₓ还原。
 ‌     5、催化剂型式与布置‌
‌      蜂窝式‌:通流面积大,抗堵灰能力强
‌       板式‌:结构稳定,适合高灰环境
‌       波纹板式‌:活性高,SO₂氧化率低
 ‌      6、辅助系统‌

       包括吹灰装置、旁路系统、催化剂再生/更换机制等,保障长期稳定运行。


       三、催化剂特性与运行关键点
        项目                                                                   内容
‌       主要成分‌                         V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂系列,TiO₂为载体,V₂O₅为主活性成分
 ‌      最佳温度‌                                                                   300~400℃
‌       脱硝效率‌                                                            可达80%~95%以上
‌       催化剂寿命‌                                                     通常3~5年,可再生利用
‌       中毒风险‌                                           碱金属(K、Na)、砷、磷、钙等会导致催化剂失活

‌       压降影响‌                                             新增SCR系统会增加烟道阻力,需校核引风机能力


       四、技术优势与适用场景
       ✅ ‌脱硝效率高‌:可达90%以上,满足超低排放要求
       ✅ ‌适用范围广‌:适用于燃煤、燃气、生物质锅炉等多种燃烧设备
       ✅ ‌运行稳定‌:系统自动化程度高,可长期连续运行
       ✅ ‌环境友好‌:不产生二次污染,副产物仅为N₂和H₂O
      但也存在‌催化剂成本高、需定期更换、氨逃逸风险‌等问题,因此优化喷氨控制、加强催化剂管理是运行重点。