一、脫硝反應(yīng)器概述

脫硝反應(yīng)器是脫硝系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，脫硝系統(tǒng)主要有選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)等工藝，這里重點(diǎn)介紹SCR脫硝反應(yīng)器相關(guān)內(nèi)容。SCR脫硝技術(shù)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑，利用催化劑（如鐵、釩、鉻、鈷或鉬等金屬）在一定溫度（310 - 420℃）時(shí)將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退捎贜H3具有選擇性，只與NOx發(fā)生反應(yīng)，基本不與O2反應(yīng)，故稱(chēng)為選擇性催化還原脫硝

二、SCR脫硝反應(yīng)器的組成部分

• 存儲(chǔ)與供應(yīng)部分：例如液氨由槽車(chē)運(yùn)送到后存儲(chǔ)到液氨儲(chǔ)管中，輸出的液氨經(jīng)氨蒸發(fā)器后變成氣氨并存于緩沖槽備用等操作涉及到存儲(chǔ)與供應(yīng)體系1。

• 氨/空氣噴霧系統(tǒng)：緩沖槽中氣氨經(jīng)減壓后送入氣氨/空氣混合器中，與空氣預(yù)熱氣出來(lái)的熱空氣混合，噴氨格柵的噴嘴將氨水噴入煙道內(nèi)1。

• 氣流調(diào)節(jié)裝置：使噴嘴處的氣流保持均勻穩(wěn)定，這有助于后續(xù)反應(yīng)的順利進(jìn)行1。

• 氣流混合裝置：將氨氣與煙氣充分混合，繼而進(jìn)入SCR反應(yīng)器

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• SCR反應(yīng)器：是核心反應(yīng)區(qū)域，當(dāng)煙氣流經(jīng)SCR反應(yīng)器催化層時(shí)，與霧化氨/空氣發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)，生成無(wú)害的氮?dú)?N2) 1。

• SCR控制系統(tǒng)：依據(jù)確定的NH3/NOx摩爾比來(lái)提供所需要的氣氨流量，通過(guò)在不同負(fù)荷下的對(duì)氣氨流量的調(diào)整，找到佳的噴氨量等操作，并且防止過(guò)量的氨溢出，避免產(chǎn)生二次污染1。

• SCR吹灰和輸灰等部分：保障反應(yīng)器的正常運(yùn)行，例如去除在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵等雜質(zhì)1。

三、SCR脫硝反應(yīng)器的工作原理

• 主要反應(yīng)式

• 當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí)，NO通過(guò)反應(yīng)“4NO + 4NH3+O2→4N2+6H2O”和“6NO + 4NH3→5N2+6H2O”被還原，其中反應(yīng)“4NO + 4NH3+O2→4N2+6H2O”優(yōu)先進(jìn)行，氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系2。

• 在鍋爐的煙氣中，NO2一般約占總的NOx濃度的5%，NO2參與的反應(yīng)如下：“2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O”和“6NO2+8NH3→7N2+12H2O”，還原NO2比還原NO需要更多的氨2。

• 溫度影響

• 溫度過(guò)低時(shí)：SO3和逃逸的氨反應(yīng)，形成硫酸氫和硫酸（NH3+SO3+H2O→NH4HSO4、2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4），這些物質(zhì)在煙氣中凝結(jié)并沉積，可以使催化劑失活；造成SCR系統(tǒng)的下游設(shè)備沾污和腐蝕，增加空氣預(yù)熱器的壓降并降低其傳熱性能；使飛灰及脫硫裝置副產(chǎn)物不適合于特定的用途。為避免催化劑沾污，在滿(mǎn)負(fù)荷條件下，SCR系統(tǒng)運(yùn)行溫度應(yīng)該維持在310℃以上2。

• 溫度310 - 420℃時(shí)：隨著反應(yīng)溫度的升高，脫硝反應(yīng)速率增加，脫硝效率升高。

• 當(dāng)溫度升至420℃后：脫硝效率隨溫度的升高而下降