SCR（选择性催化还原）技术是目前全球范围内应用最广泛、最成熟、脱硝效率最高（可达90%以上）的烟气脱硝技术。其核心应用场景是需要大规模、高效率地降低氮氧化物（NOx）排放的固定燃烧源。

总而言之，SCR脱硝技术的应用场景非常广泛，其核心目标始终是高效、可靠地去除氮氧化物，以满足全球范围内日益严格的环保法规要求，为改善空气质量和保护生态环境发挥着至关重要的作用。

对于更严格的排放标准（如低于100mg/Nm3），可能需要考虑SCR（选择性催化还原）?或?SNCR-SCR联合技术，那时还需要注意催化剂的选型、防堵塞、防中毒等问题。

温度控制：

严格在温度窗口内运行：启动和低负荷运行时，尤其要监控烟气温度。当温度低于催化剂允许的最低温度时，应停止喷氨，防止硫酸氢铵（ABS）生成，堵塞和腐蚀下游设备（如空预器）。

避免高温超温：锅炉异常运行（如灭火再点火）可能导致烟气温度瞬间超高，造成催化剂永久性烧结失活。

氨逃逸控制：

核心监控参数：氨逃逸是SCR运行最重要的指标之一。过高的氨逃逸会导致：

空预器堵塞和腐蚀：与SO?反应生成硫酸氢铵，该物质在150-230℃温度区间为粘稠状，会粘附粉尘，堵塞空预器换热元件，并造成腐蚀。

飞灰污染：氨与飞灰结合，影响飞灰品质，不利于综合利用。

优化喷氨：根据出口NOx浓度和氨逃逸仪的反馈，精细调整AIG各喷口的流量，实现“精准喷氨”，在保证脱硝效率的同时最小化氨逃逸。

喷氨优化调整：

定期进行喷氨优化调整试验，通过测量催化剂入口截面的流速、NOx浓度和NH?浓度分布，调整AIG阀门开度，使流场和摩尔比分布达到最优。这不是一劳永逸的工作，应在大修后或性能下降时进行。

与上下游工艺的协同：

与燃烧调整协同：首先通过低氮燃烧技术降低入口NOx浓度，减轻SCR系统的负担，降低喷氨量和运行成本。

与脱硫、除尘系统协同：关注SCR运行对下游空预器、除尘器、脱硫系统的影响。例如，控制氨逃逸就是为了?；た赵て?；脱硫系统的废水有时可以用于冲洗空预器。

1. 高尘布置：位于锅炉省煤器之后、空气预热器和除尘器之前。

   • 优点：烟气温度高，适合催化剂反应，无需再加热，投资和运行成本较低。

   • 缺点：烟气含尘量高，催化剂磨损和堵塞严重，飞灰中的有害物质（如砷）可能使催化剂中毒。这是最常用的布置方式。

2. 低尘布置：位于除尘器之后、脱硫塔之前。

   • 优点：烟气含尘量大幅降低，减轻了催化剂的磨损和堵塞，延长了催化剂寿命。

   • 缺点：烟气温度有所降低，可能需要换热器来升温，系统相对复杂。

3. 尾端布置：位于整个烟气处理系统的最末端（脱硫塔之后）。

   • 优点：烟气最“干净”，粉尘和SO?含量极低，催化剂寿命最长。

   • 缺点：烟气温度已降至露点以下，必须重新加热到反应温度，能耗和运行成本最高。通常用于改造项目或特定工况。

1. 还原剂供应系统：通常使用尿素溶液?或氨水?作为还原剂来源。在安全要求极高的场合，也可能使用液氨，但其存储和使用有严格规定。尿素溶液因其安全性是目前最常用的选择。

2. 喷氨格栅：安装在SCR反应器前的烟道中，负责将蒸发的氨气与空气混合后，均匀地喷入烟气中。均匀性是关键，直接影响脱硝效率和氨逃逸。

3. SCR反应器：是系统的核心。内部装有催化剂，烟气与氨气在这里发生还原反应。

4. 催化剂：这是技术的核心。窑炉SCR催化剂需要根据具体的烟气温度、成分和粉尘特性进行选择。

5. 吹灰系统：由于窑炉烟气通常含尘量高、粉尘性质特殊（如粘性大），必须配备有效的吹灰系统（如蒸汽吹灰、声波吹灰?或两者结合）来持续清除催化剂表面的积灰，防止堵塞和活性下降。

这是SCR技术最核心的优势。

• 通常设计脱硝效率可达?80%-95%?以上，甚至更高。

• 能够将烟气中的NOx浓度降至极低的水平（例如，可轻松达到50mg/Nm3以下，以满足最严格的超低排放标准）。

• 这使得它成为应对严格环保法规的首选技术。

2.?技术成熟，运行可靠

• SCR技术自20世纪70年代在日本开始商业化应用，至今已有数十年的发展历史。

• 系统流程、关键设备（如催化剂、喷氨格栅）和控制系统都已非常标准化和成熟。

• 在全球范围内有成千上万的成功应用案例，尤其是在燃煤电厂、燃气轮机、工业锅炉和船舶发动机等领域，长期运行的可靠性得到了充分验证。

3.?副产物安全，无二次污染

• 在理想工况和正确操作下，SCR反应的最终产物是无害的氮气和水，化学方程式为：4NO + 4NH? + O? → 4N? + 6H?O。

• 不会产生需要额外处理的固体废弃物或有害液体，避免了二次污染问题。

4.?良好的反应选择性

• 催化剂“选择性”地促进NH?与NOx的反应，而不是与烟气中的其他成分（如SO?、O?）大量发生副反应。

• 这大大降低了还原剂（氨或尿素）的消耗量，提高了经济性。

5.?对工况变化的适应性强

• 系统能够通过调节喷氨量，来适应锅炉负荷变化和NOx入口浓度波动，保持出口NOx浓度的稳定。

• 通过合理的催化剂设计和布置，可以适应不同燃料（煤、气、油、生物质等）的烟气条件。

6.?氨逃逸率可控

• 通过优化流场设计、精确控制喷氨和定期监控催化剂活性，可以将未参与反应的氨逃逸?控制在很低的水平（通常< 2.5 ppm），从而减轻对下游设备（如空预器）的堵塞和腐蚀。

7.?技术拓展性强

• SCR技术可以与其他污染物控制技术很好地结合，形成高效的协同治理系统。最典型的例子是与静电除尘器?和湿法脱硫?组成的“SCR + ESP/FF + WFGD”系统，实现对多种污染物（NOx, 粉尘, SO?）的联合脱除。

1. 选择性催化还原（SCR）

这是目前效率最高、应用最广的脱硝技术，是实现超低排放的关键。

• 基本原理：在催化剂作用下，向烟气中喷入还原剂（通常是氨气NH??或尿素CO(NH?)?），在特定温度窗口（通常为300-400℃）内，将NO?选择性地还原为N?和H?O。

• 系统构成：

  • 还原剂供应系统：储存和制备氨水或尿素溶液。

  • 喷氨格栅（AIG）：将还原剂均匀喷射到烟气中。

  • 反应器：内部装有催化剂，是发生化学反应的场所。

  • 催化剂：这是SCR系统的核心和成本大头。通常为V?O?-WO?/TiO?（二氧化钛为载体，五氧化二钒为主活性成分，三氧化钨为助剂）。催化剂的性能（活性、选择性、寿命）直接决定脱硝效率。

• 布置位置：通常位于锅炉省煤器和空气预热器之间，称为高尘布置。此处烟气温度最适合催化剂工作。

• 优点：脱硝效率高（可达90%以上），技术成熟，反应温度窗口较宽。

• 挑战与重点：

  • 催化剂中毒与堵塞：烟气中的灰尘（飞灰）、碱金属（如K, Na）、砷（As）、SO?等会导致催化剂活性下降、孔隙堵塞，需要定期吹灰和更换，成本高昂。

  • SO?/SO?转化：催化剂会使部分SO?氧化为SO?，与逃逸的NH?反应生成硫酸氢铵（ABS），后者在低温下（空预器）具有粘性，会造成设备堵塞和腐蚀。

  • 氨逃逸：未反应的NH?随烟气排出，会造成二次污染和设备问题?？刂瓢碧右菔荢CR运行的关键指标。

2. 选择性非催化还原（SNCR）

• 基本原理：在不使用催化剂的情况下，将还原剂（通常是尿素或氨水）喷入炉膛高温区（850-1100℃），NO?在此温度下被还原。

• 系统构成：相对简单，主要是还原剂储存制备系统和位于炉膛上的喷射器。

• 优点：系统简单，投资成本低，无需催化剂，无堵塞问题。

• 缺点：脱硝效率较低（通常为30%-50%），对温度窗口要求极为严格，还原剂消耗量大，氨逃逸率高。

• 应用场景：常用于对脱硝效率要求不高的中小型锅炉，或作为SCR的补充（例如在低负荷时，SCR入口温度过低，可在炉膛上部进行SNCR初步脱硝）。

1. 还原剂制备与供应系统

   • 功能：负责制备和存储还原剂，并将其精确输送到喷射系统。

   • 常见还原剂：

     • 液氨：反应效率最高，成本较低，但因有毒，安全要求极高。

     • 氨水：安全性比液氨高，但运输和储存成本也高。

     • 尿素：最安全，以固体颗?；蛉芤盒问酱⒋妫诟呶孪路纸獠逼?。这是目前电厂最常用的选择。

2. 还原剂喷射系统

   • 功能：将还原剂（氨或氨/空气混合物）均匀地喷射到烟气通道中。

   • 关键部件：喷枪、喷嘴、混合器。其设计目标是确?；乖劣胙唐械腘Ox充分、均匀地混合，这是保证高脱硝效率的关键。

3. 反应器（催化反应器）

   • 功能：这是发生化学反应的“心脏”部位。

   • 内部结构：内部装填有蜂窝状或板式催化剂模块。烟气从这里流过，与催化剂充分接触。

   • 位置：通常布置在锅炉的省煤器（预热给水）和空气预热器之间，因为这个位置的烟气温度（通常在300°C – 400°C）最适合SCR反应。

4. 催化剂

   • 功能：降低化学反应所需的活化能，使反应在较低温度下就能高效、快速地进行。

   • 成分：通常以二氧化钛为载体，活性成分为五氧化二钒和三氧化钨等。

   • 寿命：催化剂会因烟气中的灰尘（磨损）、重金属（中毒）等而逐渐失活，需要定期更换或再生。

1. 反应器系统

这是发生化学反应的核心容器。

• SCR反应器壳体：大型钢结构，内部装有催化剂，能承受高温烟气冲刷和腐蚀。

• 催化剂层：系统的“心脏”，通常为2+1层或3+1层配置。

  • 备用层：为未来催化剂活性下降时预留的安装空间和初始支撑结构。

• 催化剂加载/卸载设备：包括吊装梁、葫芦、搬运小车等。

• 吹灰系统：清除催化剂表面积灰，防止堵塞。

  • 蒸汽吹灰器或声波吹灰器：根据设计选择。

  • 吹灰器管道、阀门及控制系统。

2. 还原剂制备与供应系统

负责生产、存储和输送氨气（NH?）。

• 还原剂存储单元：

  • 液氨法（逐渐被淘汰，安全性要求高）：

    • 液氨储罐（压力容器）

    • 氨气蒸发槽：将液氨加热蒸发成气态氨。

    • 氨气缓冲槽：稳定氨气压力。

    • 安全设施：氮气吹扫系统、喷淋系统、泄漏检测仪、防雷防静电设施。

  • 尿素法（更安全，应用广泛）：

    • 尿素颗粒储仓（大容量）

    • 尿素溶解罐：将干尿素与除盐水混合制成一定浓度的尿素溶液。

    • 尿素溶液储罐：带搅拌和加热保温。

    • 尿素热解炉或尿素水解系统：将尿素溶液加热分解为氨气（NH?）和二氧化碳（CO?）。

      • 热解炉：需要燃烧器提供热源。

      • 水解反应器：需要蒸汽提供热源。

3. 氨/空气混合与喷射系统

负责将氨气均匀地注入烟气中。

• 稀释风机：提供空气将浓氨气稀释到爆炸下限以下（通常<5%），保证安全。

• 氨/空气混合器：使氨气和空气充分混合均匀。

• 喷氨格栅（AIG）：安装在SCR反应器前的烟道中，由大量喷嘴组成，确保氨气在烟气横截面上均匀分布。

• 流量调节阀、关断阀：精确控制氨气的投加量。

4. 烟气系统

连接锅炉与脱硝反应器的通道。

• 烟道及支架：连接省煤器出口、反应器、空预器入口的钢结构烟道。

• 导流板、整流格栅：优化烟气流场，使其均匀进入催化剂层，提高反应效率和降低磨损。

• 膨胀节：补偿烟道热膨胀。

• 反应器出口/入口烟道。

5. 监测与控制系统（DCS/SIS）

系统的“大脑”，实现自动化运行。

• NOx/O?浓度分析仪（CEMS）：在反应器入口和出口连续监测烟气参数，为控制氨气投加量提供依据。

• 氨逃逸监测仪：监测反应器出口未参与反应的氨气浓度，防止过量喷氨。

• 流量、压力、温度传感器：遍布整个系统。

• 分布式控制系统（DCS）：接收所有信号，通过预设程序自动控制稀释风机、喷氨阀、吹灰器等设备。

• 安全仪表系统（SIS）：特别是对于液氨系统，实现紧急安全联锁停车。

6. 辅助系统

• 蒸汽系统：为蒸发槽、热解炉或水解器提供热源。

• 压缩空气系统：为气动阀门、仪表提供气源。

• 冷却水系统：为某些设备提供冷却。

• 废水系统：主要来自尿素溶液制备的排水。