选择性催化还原(SCR)的原理是在催化剂的作用下,还原剂NH3在290-400时将NO和NO2还原为N2,几乎不发生NH3氧化反应,从而提高了N2的选择性,减少了NH3的消耗。
主要反应如下:
4nh3+6no=5n2+6h2o
8nh3+6no2=7n2+12h2o
4nh3+3o2=2n2+6h2o
4nh3+5o2=4no+6h2o
2NH3 可逆生成 N2+3H2
SCR系统由氨**系统、氨空气喷射系统、催化反应系统和控制系统等组成,为了避免烟气再热的能耗,SCR反应器一般置于省煤器后面、空气预热器之前,即布置高粉尘段。 氨气先加入水平管中,然后加入空气预热器中,与烟气混合。
催化反应系统是SCR工艺的核心,装有NH3喷嘴和飞灰吹扫装置,烟气沿烟道进入装有催化剂的SCR反应器,催化剂表面发生NH3催化还原为N2。 催化剂是整个SCR系统的关键,催化剂的设计和选择是由烟气条件和组分决定的,影响设计的三个交互因素是NOx去除率、NH3逸出率和催化剂体积。 通常使用商业钒基催化剂,例如 V2O5 TiO2 和 V2O5-WO3 TiO2。 在形式上,主要有三种类型:板式、蜂窝式和波纹板式。 该工艺于20世纪70年代末在日本首次研制成功,80年代后陆续在欧美投入工业应用。 当NH3 NOx摩尔比为1时,NOx的去除率可达90%,NH3的逸出量控制在5 mg L以下。
由于技术成熟,脱硝率高,SCR法现已成为国际上大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。 截至2024年底,我国在运行烟气脱硝机组装机容量超过2亿千瓦,约占燃煤机组装机容量的28%,其中SCR机组占比95%。
柴油发动机产生的颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)是排放中最重要的两种污染物。 从目前降低汽车尾气排放的技术途径来看,要达到欧洲排放标准,一般不再从发动机本身的结构上采取措施,通常采取尾气后处理的方式来减少污染物的排放,而尿素-SCR选择性催化还原法是最实用的方法,它可以减少发动机尾气中的NOx50%以上。
SCR技术的优点:
增加升功率。
低散热
与欧III型产品相比,发动机结构没有变化。
与欧III型产品相比,燃油经济性有所提高。
更长的换油周期(低烟尘)。
尿素成本低。
能够升级到欧 5。
NOX氨选择性催化还原实验装置QY-HJGC07