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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。控制氨逃逸是SCR运行的关键指标。
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）。
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?，在高温下分解产生氨气。这是目前电厂最常用的选择。
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。
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?？?。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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
这是完成脱硝化学反应的关键部分。
SCR反应器
功能：是脱硝反应发生的容器和场所，内部安装催化剂层。
结构：通常是一个大型的钢制立式箱体，内部设有催化剂?？榈闹С沤峁?、检修门、人孔、吹灰器等。烟气从入口进入，经过催化剂层后从出口排出。
催化剂
功能：是SCR系统的“心脏”，其表面提供活性位点，在特定温度下促进氨气（NH?）与NOx发生还原反应，生成无害的氮气（N?）和水（H?O）。
类型：最常见的是钒钛基催化剂，形式通常为蜂窝式、板式或波纹板式。
这个系统负责生产、存储和精确计量输送反应所需的氨气。
氨区：这是一个相对独立的区域，是还原剂的存储和制备中心。
液氨储罐：用于存储液态的无水氨。这是最经济的方式，但因其有毒、易燃易爆，安全要求极高。
氨蒸发器：通过加热（通常用蒸汽或电加热）将液态氨气化成气态氨。
氨气缓冲罐：缓冲和稳定气氨的压力，确保后续输送的稳定性。
稀释风机：提供空气，将高浓度的气氨稀释到爆炸下限以下的安全浓度（通常<5%），形成氨/空气混合气体。
（替代方案）尿素制氨系统：由于液氨的安全隐患，许多电厂改用尿素作为还原剂前体。
尿素溶解罐：将颗粒尿素溶解成一定浓度的尿素溶液。
尿素溶液储罐：存储制备好的尿素溶液。
水解炉或热解炉：
水解炉：在高温高压下，尿素溶液与水反应生成NH?和CO?。
热解炉：在高温下，尿素溶液迅速分解生成NH?、HNCO（异氰酸），并进一步水解成NH?和CO?。
这个系统负责将还原剂与烟气均匀混合，为反应创造最佳条件。
喷氨格栅
功能：位于反应器入口前的烟道内，由一系列管道和喷嘴组成。其核心作用是将稀释后的氨/空气混合气体均匀地喷射到烟气中。
设计关键：AIG的设计至关重要，必须确保在催化剂入口截面上的氨浓度与NOx浓度分布匹配（即氨氮摩尔比分布均匀），才能保证高脱硝效率和低氨逃逸。
静态混合器
功能：安装在AIG之后，反应器之前。通过其特殊的叶片结构，增强烟气的湍流，促进氨气与烟气的充分、均匀混合。
烟道及挡板门
旁路挡板门：在机组启?；虻透汉墒?，若烟气温度不符合催化剂要求，可开启旁路，使烟气绕过反应器，?；ご呋?。
进出口挡板门：用于隔离SCR系统，以便进行检修。
由于烟气中含有大量粉尘，会堵塞催化剂孔道，因此必须定期清理。
声波吹灰器
原理：通过号角产生高强度、特定频率的声波，使粉尘颗粒产生共振、松动，并随烟气流出。优点是无机械部件、对催化剂无磨损、覆盖范围广，适用于粉尘浓度不极高的场合。
蒸汽吹灰器/耙式吹灰器
原理：使用高压蒸汽或压缩空气作为介质，通过可伸缩的耙管或喷枪直接吹扫催化剂表面。清灰效果更彻底，适用于粉尘浓度极高、粘性大的场合（如燃用高硫煤、垃圾焚烧厂）。
这是整个SCR系统的大脑。
分散控制系统（DCS）
功能：接收来自CEMS和各类传感器的信号（如NOx浓度、烟气流量、温度、氨气流量等），通过预设的程序和算法，实时、精确地控制喷氨量，在保证脱硝效率的同时最大限度地降低氨逃逸。
烟气连续排放监测系统（CEMS）
功能：实时监测反应器入口和出口的NOx浓度、O?含量、温度等参数，并将数据传送给DCS，作为控制的依据。出口的氨逃逸浓度也由专门的分析仪监测。
一个典型的SCR脱硝系统主要由以下几个部分组成：
还原剂储存与供应系统：
通常使用液氨、氨水或尿素作为还原剂来源。尿素需要在系统中经过热解或水解后生成NH?。
包括储罐、蒸发器、稀释风机、喷射泵等设备。
还原剂喷射系统：
位于SCR反应器上游的烟道上。
通过精心设计的喷枪格栅，将还原剂均匀地喷射并混合到烟气中。
SCR反应器：
是系统的核心，内部装填有催化剂。
烟气与还原剂在反应器中充分混合后，在催化剂表面发生还原反应。
催化剂：
通常是以二氧化钛为载体，五氧化二钒和三氧化钨或三氧化钼为活性成分的蜂窝式、板式或波纹式催化剂。
催化剂的设计和选择直接影响脱硝效率、系统阻力和运行成本。
吹灰系统：
由于烟气中含有粉尘，会堵塞催化剂孔道，因此需要定期使用声波吹灰器或蒸汽/压缩空气吹扫器清除催化剂表面的积灰，保持其活性。
还原剂（如液氨）经蒸发后与稀释空气混合，形成安全的氨气混合气。
该混合气通过喷射系统被均匀地注入到SCR反应器前的烟道中，与烟气充分混合。
混合后的烟气进入SCR反应器，穿过催化剂层。
在催化剂的最佳工作温度窗口（通常为?300-420℃）下，NH?与NOx发生还原反应，生成N?和H?O。
净化后的烟气经过空气预热器、除尘器和脱硫装置后，经烟囱达标排放。
优点：
脱硝效率高：通常可达80%-90%，甚至更高。
技术成熟，运行可靠，应用广泛。
副产物为无害的N?和H?O，无二次污染。
对锅炉等主体设备运行影响较小。
挑战与缺点：
初始投资高，催化剂价格昂贵。
运行成本较高，涉及催化剂的更换和还原剂的消耗。
氨逃逸：未反应的微量氨气会随烟气排出，可能造成下游设备腐蚀和环境污染。
烟气温度需满足催化剂活性要求，对低负荷运行的锅炉可能需要进行烟气再加热。
催化剂失效后属于危险废物，需要妥善处理。
SO?氧化：催化剂可能将部分SO?氧化成SO?，与逃逸的氨生成硫酸氢铵，易堵塞和腐蚀下游的空预器等设备。
SCR脱硝技术以其极高的脱硝效率和可靠性，成为全球范围内电站和工业锅炉满足严格环保排放标准的首选技术。尽管存在投资运行成本高、氨逃逸等问题，但通过不断优化催化剂性能、改进喷射和控制系统，它仍然是当前控制氮氧化物最有效的技术手段之一，为减少酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境问题做出了重要贡献。
]]>SCR反应器是选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction, SCR）?脱硝技术的核心设备。它是一个大型的、内部装有催化剂的容器或空间，工业烟气（如燃煤电厂、燃气轮机、垃圾焚烧厂、船舶发动机、工业锅炉等排放的烟气）在通过它时，其中的氮氧化物（NOx）会在催化剂的作用下，与注入的还原剂（通常是氨气或尿素）发生化学反应，生成无害的氮气（N?）和水（H?O），从而大幅降低NOx的排放。
一个完整的SCR系统不仅包括反应器本体，还包括其上下游的关键设备。
上游系统：
还原剂制备与喷射系统：
尿素溶液储罐 & 水解/热解炉：如果将尿素溶液作为还原剂，需要将其加热分解为NH?和CO?。
液氨/氨水储罐 & 蒸发器：如果将液氨或氨水作为还原剂，需要将其汽化为气态氨。
喷氨格栅（AIG）：位于反应器入口前的烟道内，由一系列喷嘴组成，确保气态氨与烟气均匀混合。
反应器本体：
反应器壳体和烟道：通常由碳钢制成，内部有防腐和保温衬里，能承受高温和腐蚀。
催化剂层：反应器的“心脏”。通常设计为2-4层，像书架一样布置在反应器内。
类型：常见的有蜂窝式、板式和波纹板式。
成分：活性成分主要是V?O?（五氧化二钒）-WO?（三氧化钨）-TiO?（二氧化钛）体系。
吹灰器：由于烟气中含有粉尘，会堵塞催化剂孔道。吹灰器（通常是蒸汽吹灰器或声波吹灰器）定期工作，清除催化剂表面的积灰，保持其活性。
催化剂吊装与更换系统：设计有专门的检修门和吊装机构，便于催化剂的安装、测试和更换。
下游系统：
烟气分析仪（CEMS）：在反应器出口连续监测NOx、NH?（氨逃逸）、O?等浓度，并将信号反馈给喷氨系统，实现闭环控制。
3.优势：
脱硝效率极高：可达90%以上，是目前最成熟、应用最广、效率最高的烟气脱硝技术。
技术成熟可靠：运行稳定，有丰富的运行经验。
副产物无害：主要生成氮气和水，无二次污染。
| 技术类型 | 原理 | 适用场景 | 改造难点 |
|---|---|---|---|
| SCR（选择性催化还原） | 在催化剂作用下，NH?将NOx还原为N?+H?O | 高脱硝效率（≥90%），燃煤/燃气电厂 | 催化剂寿命、氨逃逸控制 |
| SNCR（非催化还原） | 高温下（850~1100℃）喷入NH?/尿素还原NOx | 中小锅炉、垃圾焚烧厂 | 脱硝效率低（30~50%） |
| SCR+SNCR联合 | 结合两者优势，提高脱硝效率 | 高NOx排放工况 | 系统复杂性增加 |
| 低温SCR | 催化剂活性温度窗口下移（120~300℃） | 余热锅炉、钢铁烧结机 | 抗硫抗水性要求高 |
SCR系统扩容：增加催化剂层数（如从2层增至3层）或扩大反应器截面积。
SNCR升级为SCR：适用于原SNCR无法满足超低排放要求的项目。
低温SCR改造：替代传统高温SCR，节省烟气再热能耗（如燃气锅炉）。
传统钒钛系催化剂：适用于燃煤电厂，但易受砷、碱金属中毒。
蜂窝式 vs 板式：蜂窝式比表面积大但易堵塞，板式压降低适合高尘环境。
抗中毒催化剂：
抗砷/碱金属催化剂：添加钨、钼等助剂。
抗硫催化剂：用于高硫煤烟气（如CeO?改性催化剂）。
再生或更换：
化学清洗再生（恢复活性组分）。
更换为高活性催化剂（如提高钒含量或采用分子筛催化剂）。
?？榛杓?/strong>：分区域更换催化剂，减少?；奔?。
精准喷氨控制：
增加多点喷氨格栅（AIG），结合CFD模拟优化分布均匀性。
引入智能控制系统（基于CEMS数据动态调节氨流量）。
氨逃逸控制：
加装氨逃逸监测仪（目标≤2.5ppm）。
增设氨回收装置或末端湿式电除尘（WESP）捕逃逸氨。
与脱硫/除尘协同：
SCR+湿法脱硫（WFGD）联合：避免氨逃逸形成硫酸氢铵（ABS）堵塞空预器。
前置除尘改造：在SCR前加装低低温电除尘（LLT-ESP），减少飞灰对催化剂的磨损。
烟气旁路设计：
增设SCR旁路烟道，适应低负荷或启停工况。
经济性平衡：催化剂成本占SCR总投资的30~50%，需权衡寿命与性能。
政策合规性：符合《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2020）等法规。
安全风险：氨区防爆改造（如泄漏监测、应急喷淋系统）。
通过针对性改造，烟气脱硝系统可在效率、能耗和可靠性上显著提升，实现环保与经济的双赢。
]]>高效脱硝：在催化剂作用下，NOx去除率可达80%~95%，出口浓度可降至50mg/m3以下，满足严苛环保标准（如中国超低排放要求）。
技术成熟：自20世纪70年代商业化以来，全球广泛应用，运行稳定可靠。
适应性强：可处理高浓度NOx烟气（1000ppm以上），适用于燃煤、燃气、化工等多种行业。
反应器：布置在锅炉省煤器与空预器之间（高温高尘方案主流）。
喷氨系统：通过AIG（氨喷射格栅）实现均匀分布。
催化剂层：按2+1或3+1层设计，预留备用层以延长寿命。
控制系统：根据烟气流量、NOx浓度动态调节喷氨量。
SCR凭借其高效率和可靠性，仍是当前烟气脱硝的最优解，尤其在严排放标准下不可替代。
]]>