一、脫硝反應器概述

脫硝反應器是脫硝系統(tǒng)中的關(guān)鍵設備，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，這里重點介紹SCR脫硝反應器相關(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℃）時將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮氣和水，由于NH3具有選擇性，只與NOx發(fā)生反應，基本不與O2反應，故稱為選擇性催化還原脫硝

二、SCR脫硝反應器的組成部分

• 存儲與供應部分：例如液氨由槽車運送到后存儲到液氨儲管中，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與供應體系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，與空氣預熱氣出來的熱空氣混合，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)反應的順利進行1。

• 氣流混合裝置：將氨氣與煙氣充分混合，繼而進入SCR反應器

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• SCR反應器：是核心反應區(qū)域，當煙氣流經(jīng)SCR反應器催化層時，與霧化氨/空氣發(fā)生選擇性催化還原反應，生成無害的氮氣(N2) 1。

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

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

三、SCR脫硝反應器的工作原理

• 主要反應式

• 當煙氣中有氧氣時，NO通過反應“4NO + 4NH3+O2→4N2+6H2O”和“6NO + 4NH3→5N2+6H2O”被還原，其中反應“4NO + 4NH3+O2→4N2+6H2O”優(yōu)先進行，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(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

• 溫度過低時：SO3和逃逸的氨反應，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)的下游設備沾污和腐蝕，增加空氣預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，在滿負荷條件下，SCR系統(tǒng)運行溫度應該維持在310℃以上2。

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

• 當溫度升至420℃后：脫硝效率隨溫度的升高而下降