SCR，全稱為選擇性催化還原，是目前國際上應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟、脫硝效率最高的氮氧化物（NOx）控制技術(shù)之一。它主要用于燃煤電廠、燃?xì)廨啓C、工業(yè)鍋爐、垃圾焚燒廠以及柴油發(fā)動機（如船舶、重型卡車）的尾氣處理。

一、系統(tǒng)組成

一個典型的SCR脫硝系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：

1. 還原劑儲存與供應(yīng)系統(tǒng)：

   • 通常使用液氨、氨水或尿素作為還原劑來源。尿素需要在系統(tǒng)中經(jīng)過熱解或水解后生成NH?。

   • 包括儲罐、蒸發(fā)器、稀釋風(fēng)機、噴射泵等設(shè)備。

2. 還原劑噴射系統(tǒng)：

   • 位于SCR反應(yīng)器上游的煙道上。

   • 通過精心設(shè)計的噴槍格柵，將還原劑均勻地噴射并混合到煙氣中。

3. SCR反應(yīng)器：

   • 是系統(tǒng)的核心，內(nèi)部裝填有催化劑。

   • 煙氣與還原劑在反應(yīng)器中充分混合后，在催化劑表面發(fā)生還原反應(yīng)。

4. 催化劑：

   • 通常是以二氧化鈦為載體，五氧化二釩和三氧化鎢或三氧化鉬為活性成分的蜂窩式、板式或波紋式催化劑。

   • 催化劑的設(shè)計和選擇直接影響脫硝效率、系統(tǒng)阻力和運行成本。

5. 吹灰系統(tǒng)：

   • 由于煙氣中含有粉塵，會堵塞催化劑孔道，因此需要定期使用聲波吹灰器或蒸汽/壓縮空氣吹掃器清除催化劑表面的積灰，保持其活性。

二、工藝流程

1. 還原劑（如液氨）經(jīng)蒸發(fā)后與稀釋空氣混合，形成安全的氨氣混合氣。

2. 該混合氣通過噴射系統(tǒng)被均勻地注入到SCR反應(yīng)器前的煙道中，與煙氣充分混合。

3. 混合后的煙氣進(jìn)入SCR反應(yīng)器，穿過催化劑層。

4. 在催化劑的最佳工作溫度窗口（通常為?300-420℃）下，NH?與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，生成N?和H?O。

5. 凈化后的煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器、除塵器和脫硫裝置后，經(jīng)煙囪達(dá)標(biāo)排放。

三、主要特點

優(yōu)點：

• 脫硝效率高：通常可達(dá)80%-90%，甚至更高。

• 技術(shù)成熟，運行可靠，應(yīng)用廣泛。

• 副產(chǎn)物為無害的N?和H?O，無二次污染。

• 對鍋爐等主體設(shè)備運行影響較小。

挑戰(zhàn)與缺點：

• 初始投資高，催化劑價格昂貴。

• 運行成本較高，涉及催化劑的更換和還原劑的消耗。

• 氨逃逸：未反應(yīng)的微量氨氣會隨煙氣排出，可能造成下游設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。

• 煙氣溫度需滿足催化劑活性要求，對低負(fù)荷運行的鍋爐可能需要進(jìn)行煙氣再加熱。

• 催化劑失效后屬于危險廢物，需要妥善處理。

• SO?氧化：催化劑可能將部分SO?氧化成SO?，與逃逸的氨生成硫酸氫銨，易堵塞和腐蝕下游的空預(yù)器等設(shè)備。

四、總結(jié)

SCR脫硝技術(shù)以其極高的脫硝效率和可靠性，成為全球范圍內(nèi)電站和工業(yè)鍋爐滿足嚴(yán)格環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的首選技術(shù)。盡管存在投資運行成本高、氨逃逸等問題，但通過不斷優(yōu)化催化劑性能、改進(jìn)噴射和控制系統(tǒng)，它仍然是當(dāng)前控制氮氧化物最有效的技術(shù)手段之一，為減少酸雨、光化學(xué)煙霧和霧霾等環(huán)境問題做出了重要貢獻(xiàn)。