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。

这是目前全球公认的效率最高、应用最广的末端脱硝技术，尤其适用于大型电站锅炉和工业窑炉。

• 优点：

  • 脱硝效率极高，可达90%以上。

  • 技术成熟，运行稳定可靠。

• 缺点：

  • 初始投资和运行成本高。

  • 催化剂属于危险废物，需要定期更换和处理。

  • 对烟气温度有要求（通常300-400℃），需要精心设计布置位置。

2. 选择性非催化还原法 – SNCR

相比SCR，这是一种更经济但效率较低的技术。

• 原理：?在不使用催化剂的情况下，将还原剂（尿素或氨水）喷入炉膛高温区（850-1100℃），与NOx发生还原反应。

• 优点：

  • 系统简单，投资成本远低于SCR。

  • 占地面积小，改造方便。

• 缺点：

  • 脱硝效率较低，通常为30%-50%。

  • 对温度窗口要求苛刻，控制难度大。

  • 氨逃逸率较高（未反应的氨气排入大气）。

3.SCR与SNCR的结合（SNCR-SCR混合法）?可以兼顾经济性与高效率，先用SNCR实现初步脱硝，再用小型的SCR装置进行深度处理。

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。其设计目标是确保还原剂与烟气中的NOx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. 还原剂制备区设备：

   • 液氨卸料压缩机、液氨储罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽、稀释风机、氨气泄漏检测仪、安全喷淋系统等。

   • 或：尿素颗粒储仓、尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、尿素热解炉/水解器及其配套风机、加热器等。

2. 反应区设备：

   • SCR反应器本体（钢结构、保温、护板）。

   • 催化剂（初装层和备用层）。

   • 吹灰器（声波式或蒸汽/耙式）。

   • 喷氨格栅（AIG）。

   • 烟道、挡板门、膨胀节等。

3. 喷射区设备（对于SNCR或联合法）：

   • 高压溶液循环泵、计量分配?？?、炉墙喷枪、冷却风系统等。

4. 电气与控制系统设备：

   • DCS/PLC控制柜：整个脱硝系统的大脑。

   • CEMS（烟气连续排放监测系统）：实时监测入口和出口的NOx、O?、氨逃逸浓度等参数，并将信号反馈给控制系统，以调节喷氨量。

   • 配电柜、仪表、阀门、执行器等。

一、 核心反应系统

这是完成脱硝化学反应的关键部分。

1. 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沤峁埂⒓煨廾?、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。

2. 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。

二、 还原剂制备与供应系统

这个系统负责生产、存储和精确计量输送反应所需的氨气。

1. 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?。

三、 烟气与喷射系统

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。

1. 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。

2. 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。

3. 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。

四、 吹灰系统

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。

1. 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。

2. 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）。

五、 控制系统（DCS / CEMS）

这是整个SCR系统的大脑。

1. 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。

2. 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、系统组成

一个典型的SCR脱硝系统主要由以下几个部分组成：

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

二、工艺流程

1. 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。

2. 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。

3. 混合后的烟气进入SCR反应器，穿过催化剂层。

4. 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。

5. 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。

三、主要特点

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。

四、总结

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。

1. 燃烧中控制（低氮燃烧技术）

• 原理：通过改进燃烧器结构或调整燃烧方式（如分级燃烧、烟气再循环等），在燃烧过程中抑制NOx的生成。

• 特点：这是成本最低的减排措施，通常是首选和基础措施，但脱除效率有限（约30%-50%），无法单独满足最严格的排放标准。

2. 燃烧后处理（烟气脱硝）

• 主流技术：选择性催化还原（SCR – Selective Catalytic Reduction）

  • 原理：在催化剂作用下，向含NOx的烟气中喷入还原剂（通常是氨气或尿素溶液），使NOx被选择性地还原成无害的氮气（N?）和水（H?O）。

  • 核心反应：NOx + NH? → N? + H?O

  • 特点：

    • 效率高：脱硝效率可达80%-90%甚至更高。

    • 技术成熟：是全球范围内电站锅炉脱硝的绝对主流技术。

    • 投资和运行成本高：需要昂贵的催化剂和复杂的控制系统。

• 其他技术：选择性非催化还原（SNCR – Selective Non-Catalytic Reduction）

  • 原理：在不使用催化剂的情况下，在高温区域（通常为900-1100°C）喷入还原剂（尿素或氨水），将NOx还原。

  • 特点：

    • 效率较低：脱硝效率一般为30%-50%。

    • 系统简单，投资成本低：适用于小型锅炉或作为SCR的补充。

    • 对温度窗口要求非常严格。

1. 脱硝工艺选择与升级

(1) 主流脱硝技术对比

(2) 工艺改造方向

• 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）。

2. 催化剂优化与更换

(1) 催化剂类型选择

• 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）。

(2) 催化剂管理策略

• 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?。