影响SCR脱硝效率因素的分析与探讨.pdf

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1、影响SCR脱硝效率因素的分析与探讨王远金光旭孙继达(辽阳石化分公司油化厂，辽宁辽阳1l1003)摘要：在高温高尘条件下选择性SCR脱硝技术，其脱硝效率的高低直接决定NO。的排放能否达到环保要求。影响SCR脱硝效率的因素有很多，本文主要g,kSCR脱硝技术工艺原理来探讨分析影响SCR脱硝效率的因素。为优化脱硝系统运行、提高NO。的脱除率提供必要的理论依据。关键词：SCR脱硝技术；脱硝效随着中国经济的快速发展，环境保护问题日益突显，节能环保已经成为经济可持续发展的重要研究课题。随着新建燃煤电厂和新建催

2、化裂化装置的增加，它们所排放的NOx、S02总量正逐年增加，对环境的影响范围逐步扩大。《石油炼制工业污染物排放标准》要求2017年7月1Et起，催化裂化装置烟气排放中NOx。<200mg／m3，限制地区NOx、<100mg／n13。排放标准日益严格，企业面临巨大的脱硝压力。1选择性还原法(SCR)脱硝工艺原理选择性还原法是指将NH，等还原剂喷入烟气中，利用催化剂将烟气中的NO。转化为Nz。在氨选择催化反应过程中，还原剂可以选择性地与NO、发生反应而不是被0z氧化，因此反应被称为“选择性”。2SCR

3、脱硝效率的影响机理分析脱硝效率即为反应器对NOx的脱除效率，定义为反应器进、出口的NOx的浓度差值与反应器进口NOx浓度的比值。通过SCR脱硝过程的动力学研究，发现在SCR脱硝工艺中，影响脱除效率的因素有很多：反应温度、反应时间、NH3／NOx摩尔比、催化剂性能、烟气流量、NOx的进口浓度、烟气与催化剂的接触时间以及催化剂的结构形式等。2．1反应温度对脱硝效率的影响在脱硝反应中反应温度存在着两种不同的影响趋势，存在一个最佳反应温度值使得脱硝效率在相应运行工况下有最大值，当烟气温度高于此最佳反应温度

4、过多时，将造成催化剂的表面通道与微孔发生物理变形，使得与催化剂接触的有效反应的面积减少，降低脱硝效率；当烟气温度过低时，NH，和NOz反应生成NH。NO，，作为副反应产物的NH。NO，会堵塞催化剂的微孔及通道，阻碍脱硝反应的正常进行，降低脱硝效率。因此，我厂催化裂化装置SCR脱硝工艺中采用300～420％作为反应温度(设计SCR脱硝反应器入口烟气温度为350％)，以保证较高的脱硝效率和催化剂的寿命。2．2NH3／NOx摩尔比和混合效果对脱硝效率的影响NH，／NOx摩尔比对脱硝效率的影响趋势也有两种

5、：当NH，／NOx摩尔比较小时，尤其是小于1时，随着NH，量的增加，脱硝效率明显提高，这是因为此时NH，与NOx的反应为一级反应，其反应方程式为：4NO+4NH3+02—}4N2+6H202N02+4NH3+02—}3N2+6H20氨气量的增加使得反应平衡向反应正方向移动，由于增加了单位容积催化剂上NH，的吸附量，从而提高了过渡态化合物的浓度，加快了脱硝的反应速度；而当NH，／NOx摩尔比增大到一定程度时，脱硝效率反而随着NH，／NOx摩尔比的增加而降低，这是因为NH，的投入量超过了NH，在催化剂

6、表面吸附的动态平衡容量，部分NH，的氧化副反应的反应速率增大，例如在350％以上NH，氧化为NO的副反应：4NH3+50：—+4N0+6Hz0+907．3kJ从而降低了脱硝效率，同时未转化的NH，的逃逸量也增大了，不仅会造成二次污染，还会与烟气中的SO，反应生成(NH。)zSO一和(NH。)HSO。，在下游设备凝结导致设备的堵塞积灰。因此，注氨量应严格控制，根据进口NOx的浓度值进行合理调整，通常NH，／NOx摩尔比选择为1．2以下。2．3脱硝催化剂性能对脱硝效率的影响(1)催化剂中Vzos含量对

7、脱硝效率的影响脱硝催化剂以TiOz为载体，以V：0，为主要活性成份，以WO，、MoO，为抗氧化、抗毒化辅助成份。催化剂中Vzos含量对脱硝效率的影响也存在着最佳含量值，当V：0，含量在一定范围70J化善影理2017flz05N内时，V：O，是以等轴聚合的钒基存在的，并且均匀的分布在TiO：载体上的，所以催化效果较强；而当V205含量超过这一范围时，V：O，将在Ti02载体上形成新的VzOs微晶区，造成Vzos在催化剂中分布的不均匀，因而影响了催化效果，降低了脱硝的效率。V：Os同时也是将S02转化

8、成S03的催化剂且活性很高，如果V：O，的含量>1．5％wt，SOJSO，的转化率将大幅增加，(NH。)：SO。和(NH。)HSO。的生成量也会增加，铵盐会附着在催化剂表面减少反应与催化剂的有效接触面积，脱硝效率下降。(2)不同结构形式的催化剂对脱硝效率的影响SCR脱硝催化剂的结构形式主要有板式、蜂窝式和波纹板式。三种催化剂在燃煤SCR上都拥有业绩，其中板式和蜂窝式较多，波纹板式较少。催化剂的设计就是要选取一定反应面积的催化剂，以满足在省煤器出口烟气流量、温度、压力、成份条件下达到