托普索SCR DENOX介绍资料.doc

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1、SCRDeNOx选择催化还原脱氮HaldorTopsoeA/S丹麦托普索公司PerMorsing和TorbenSlabiak2003年11月介绍托普索公司自1940年成立以来，一直潜心于催化剂的研究、发展及工业生产，催化工艺的发展并提供使用催化剂和工艺的工厂。自80年代初，托普索公司就一直积极致力于SCRDeNOx研究，最初的两座燃煤锅炉基于滑流的演示装置是在1987年开车的。这两个装置的设计与经验为大规模装置的设计奠定了基础。第一批应用的大规模装置分别是开车于1991年的丹麦Nordjylland电

2、站中300MW锅炉和1993年Avedre电站的250MW锅炉上安装的装置。自那时起至今，托普索公司已经为脱除燃气、燃油、燃煤锅炉，汽油、柴油发动机，燃气轮机、焚化炉以及化工装置的氮氧化物向250多家工厂提供了工艺技术、设备及催化剂。最大的SCR装置是安装在一台700MW的锅炉上，进行流量超过2,500,000Nm3/h的气体处理。SCRDeNOx工艺是除去烟气中氮氧化物的最有效工艺。70年代末，日本首次推出此工艺，约十年后，德国也有了该工艺。大多数的SCRDeNOx装置是安装在电厂的锅炉上，而现在该

3、工艺正越来越多地应用到垃圾焚烧装置以及其它来自化工厂的废气处理上。在过去的4年里，美国东北部的一些州，已有大量的燃煤锅炉采用了SCRDeNOx工艺，并且还有大量的燃气轮机也安装了SCR装置。在欧盟内，现有的立法将导致所有的新建燃煤电厂锅炉要强制性地安装SCRDeNOx装置。SCRDeNOx工艺在SCRDeNOx工艺中，氮氧化物在催化剂作用下被氨还原为无害的氮气和水，不产生任何二次污染，其化学反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O上述化学反应在不使用催化

4、剂时也许可在温度900-1100°C的均匀气相下进行，而在SCRDeNOx工艺中，因使用了催化剂，反应通常可在温度250-450°C下进行。由于使用了特殊的催化剂，该工艺可在低温（低至约200°C），也可在高温（高达约550°C）状态下操作。图1SCRDeNOx工艺示意图SCRDeNOx装置的主要组成部分包括一个装催化剂的反应器、一个储罐及一个还原剂注入系统。还原剂既可是带压的无水液氨，也可是常压下的氨水溶液（通常重量浓度为25%），此外还可能是尿素水溶液（通常重量浓度为40%）。当采用氨水或尿素溶液

5、时，通常将其通过位于导管或滑流的雾化喷嘴直接注入到烟气通道中。除此外，该工艺将和下面描述的基于无水液氨的工艺相同。无水液氨的储存压力取决于储罐的温度（例如20°C时压力为10bar）。液氨通过蒸发器中的蒸汽、热水、或电被减压并蒸发，然后，蒸发的氨气经空气稀释，通过注样系统被注入到烟气中。注入系统由许多注射喷嘴组成，为的是获得氨和烟气的均匀分布。另一方面，在喷嘴数量较少的情况下，可以结合一个静态的混合器一起使用。氨气在烟气内的均匀分布对于实现氮氧化物的有效还原、较低的氨逸出量以及由此而达到催化剂的有效利

6、用都十分重要。在氮氧化物还原程度很高时，均匀分布相当重要。在反应器入口的气体分散系统能使得通过反应器的气体形成较好的分布，以有效地利用催化剂。通常，借助位于反应器顶部的导流叶片可达到良好的气体分布。对于高粉尘SCR反应器，导流叶片一般还配一个使粉尘粒子向同一方向流动的整流器以减少灰尘的腐蚀和在催化剂上的沉积而导致催化剂孔堵塞。SCRDeNOx反应器（图2）一般是一个矩形的容器（筒状反应器适用于加压烟气，压力在2-3bar），通常包括放置在合适的支撑架上的两个或更多个独立的催化剂模块。反应器通常还为备用

7、催化剂层的留有空间以减少催化剂消耗。根据烟气中的含尘量，为防止粉尘沉积，在每层催化剂上安装气动吹灰器。对于燃煤锅炉有高粉尘的装置，吹灰器是标准配置设备。根据托普索公司的经验，即使粉尘浓度达到20克/标立方米，每天用过热蒸汽进行一次吹扫就能足以保持催化剂干净。图2：安装有催化剂模块的SCRDeNOx反应器一台工艺计算机(见图1)根据设定值、负荷信号以及进入催化剂前的NOx浓度可计算出需注入的液氨量。根据反应器出口NOx浓度的反馈信号可以调节氨补充。对柴油机装置，通常用描述NOx浓度与负荷关系曲线的发动机

8、图表来代替NOx的入口测量。这个曲线图表已储存在工艺计算机中。由于反应器存在一定的响应时间，出口处NOx浓度的反馈调节不能提供足够的稳定调节，因此不能单纯地只采用基于出口处NOx浓度的反馈调节。SCR工艺布置在燃煤电厂，SCRDeNOx反应器通常位于锅炉和空气预热器（高粉尘布置），之间，但是，在某些情况下，需要安装在灰尘过滤器和脱硫装置的后面（见图3）。这种布置被称为尾端/低尘，由于其再加热的成本高，这种布局仅仅适用于烟气中含有大量催化剂杂质的装置（例如