基于氨逃逸的SCR系统喷氨优化设计

北极星环保网讯:摘要：随着经济不断发展，国家对环境的保护政策要求逐年提高，有些省市甚至把氨逃逸浓度作为考核条款，因此对脱硝系统进行优化调整越发重要。选择性催化还原法（SCR）的烟气脱硝技术具有高脱硝率、低氨气逃逸率的特点，已成为应用最广的技术。该文根据SCR的脱硝反应原理，分析出影响脱硝的因素，为脱硝反应器内喷氨的优化调整提供对策，从而有效地减少氨气的逃逸率。

关键词：烟气脱硝，SCR技术，氨逃逸，喷氨优化

随着我国经济的稳定增长，电力市场逐步开放，使得电力的需求量和火电企业的规模在不断增加。火力发电厂是资源消耗型企业，在生产过程中消耗了大量的化石能源和其他资源，同时向周围环境排放大量有害物质。因此火电企业的大气污染控制，在我国大气污染防治中占有重要地位。

氮氧化物（NOx）是火电企业排放的主要污染物之一，有不同的组成形式，如，NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等，其中NO和NO2所占比例为90%以上，是导致酸雨、光化学烟雾、雾霾、臭氧层空洞等环境问题的重要原因。近年来，国家对大气中NOx的减排指标日益严格，现有所有火电机组NOx排放标准为100mg/Nm3（特殊规定执行200mg/Nm3），有专家预测未来燃煤锅炉的氮氧化物排放限值将会降低至50mg/Nm3。因此，开发出高效可靠的NOx污染治理技术迫在眉睫。

1脱硝技术

目前，在火电厂NOx污染物控制技术中，多用低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术。低NOx燃烧技术根据燃煤锅炉生成的NOx，主要由NO、NO2及微量N2O组成，采用燃烧优化、空气分级、燃料分级、烟气再循环、低NOx燃烧器等技术来降低NOx排放浓度。

烟气脱硝首先采用低NOx燃烧技术，在此基础上还不能满足GB13223-2011《火电厂大气污染物棑放标准》要求（如表1），可以采用选择性催化还原烟气脱硝（SCR）、选择性非催化还原烟气脱硝（SNCR）或选择性催化还原烟气脱硝/选择性非催化还原烟气脱硝（SCR/SNCR）技术，以到达满足国家排放标准，而SCR烟气脱硝技术应用的最为广泛[1]。

1.1、SCR脱硝反应原理

国内火力发电厂一般采用SCR同时辅助低氮燃烧技术，SCR的化学反应机理比较复杂。主要是NH3在一定催化剂（常用催化剂活性成分为V2O5/W2O3，载体为TiO2）的作用下，烟气温度位于催化剂活性温度300℃～400℃之间，有选择地把烟气中的NOx还原为N2，同时生成水[2]。具体脱硝反应如下所示。

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1）

NO+2NO2+2NH3→2N2+3H2O（2）

6NO2+8NH3→7N2+12H2O（3）

其中反应（1）是主反应。因为烟气中的大部分NOx均是以NO的形式存在的，在没有催化剂的情况下，这些反应只能在很窄的温度范围内进行（980℃左右），通过选择合适的催化剂，可以降低反应温度，并且可以扩展到适合电厂实际工况的290℃～430℃范围[3]。其主要反应过程如图1所示。

延伸阅读：

大唐林州热电基于现代控制的脱硝喷氨自动优化

脱硝喷氨自动控制在燃煤电厂的应用

SCR喷氨脱硝工艺之锅炉烟气精细喷氨技术分析