[00118210]锅炉烟气选择性催化还原（SCR）

　　一、技术背景 　　氮氧化物（NOx）是引起酸雨、光化学烟雾、温室效应和臭氧层空洞等一系列环境问题的主要污染物，对地球生态和人体健康产生了严重的影响。 　　燃煤电厂与热电厂所排放的NOx在人为固定污染源中占有很大的比例。因此，如何有效地消除电厂烟气中的NOx，已成为目前环境保护中一个令人关注的重要课题。国家对氮氧化物的控制与治理也逐渐严格起来，氮氧化物的控制技术将成为环境领域的一个新亮点。 　　以氨（NH3）为还原剂的SCR法是去除电厂烟气中NOx的有效方法。工业上通常是在中等温度范围内（350~400℃），以V2O5+WO3(MoO3)/TiO2为催化剂来去除NOx。而在此过程中反应温度要高于350℃是为了避免烟气中的SO2与NH3反应生成NH4HSO4和(NH4)2S2O7堵塞催化剂的孔结构。因此，SCR反应器常被直接布置在锅炉之后（见图1-a）。这种布置方式的最大优点是催化剂能满足反应所需要的温度条件，但这种布置经常会出现一些问题：烟气中含有的大量SO2、K2O、CaO和As2O3等会引起催化剂的中毒，而高浓度的飞灰又会引起催化剂的堵塞和磨蚀，降低其使用寿命。 　　而布置在低温段的SCR催化剂（见图1-b），要求具有强的低温SCR催化活性，同时也避免了许多情况下对烟气的预热，节省了能量消耗和改装置的费用。低温SCR技术应用于燃油和燃气的锅炉更加没有问题。化工企业尾气的氮氧化物排放治理中，由于尾气温度低，一般不含二氧化硫，所以以氨为还原剂的低温SCR的催化剂也非常适合应用于化工尾气中氮氧化物的治理。 　　我们的技术包括了中温SCR催化剂和低温SCR催化剂，以及它们的实际应用。 　　二、技术原理和技术特征 　　无论是中温还是低温SCR技术，通常以氨为还原剂，当氨与烟气经过混合后流经催化剂表面时，在一定的温度下（中温为300～400℃；低温为100～200℃），通过催化剂的作用，烟气中氮氧化物与氨发生氧化还原反应，形成了对人无害的氮气和水蒸汽。其反应式表达如下： 　　4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O (1) 　　2NH3 + NO + NO2 → 2N2 + 3H2O (2) 　　8NH3 + 6NO2 → 7N2 + 12H2O (3) 　　其中的反应式(1)是SCR中的主要反应。 　　反应器内催化剂的填装也可以采用传统的的2+1设计模式（见图2）。即：反应器具有三层催化剂的总添加容量，在初期运行先添加两层催化剂预留一个催化剂添加位，当催化剂活性降低，尾部NOx监测显示超出允许排放范围时，再添加第三层，从而充分有效地利用催化剂，使系统保证运行效率同时减少运行成本。