副反應(yīng)方程式：
2.2 SCR工藝布置
催化劑反應(yīng)器在鍋爐煙道中的布置有三種可能方案：
①鍋爐省煤器后，空氣預(yù)熱器前溫度約為350℃左右的位置
這種布置的優(yōu)點是進入反應(yīng)器的煙氣溫度達到300～500℃，多數(shù)催化劑在這個溫度范圍內(nèi)有足夠的活性，煙氣不需要再熱即可獲得較好的脫硝效果。但催化劑處于高塵煙氣中，催化劑的壽命會受到一些影響：飛灰中的K、Na、Ca、Si、As等微量元素會使催化劑污染造成中毒；飛灰磨損反應(yīng)器并使蜂窩狀催化劑堵塞；煙氣溫度過高會使催化劑燒結(jié)或失效。所產(chǎn)生的NH3逃逸會影響后面的設(shè)備。在現(xiàn)有機組上加裝SCR，受可利用場地的限制，采用該布置會有一定困難。
②布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間
該法由于靜電除塵器無法在300～400℃溫度下正常工作，因此很少采用。
③布置在FGD之后
當鍋爐尾部煙道裝有濕法脫硫裝置(FGD)時，可將催化劑反應(yīng)器裝于FGD之后，使催化劑工作在無塵、無SO2的煙氣中，催化劑活性高，反應(yīng)器布置緊湊，但由于煙氣溫度低（50～60℃），難以達到催化劑的工作溫度，因此，須在煙道內(nèi)加裝燃油或燃氣的燃燒器，或蒸汽加熱器來加熱煙氣，從而增加廠能源消耗和運行費用。
3主要設(shè)備
選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)中主要設(shè)備包括：SCR反應(yīng)器、催化劑、脫硝劑的貯存、制備、運輸和供應(yīng)等。
3.1 SCR反應(yīng)器
SCR反應(yīng)器是由鋼板構(gòu)成，里面填充有催化劑，截面成矩形，被固定在中心并向外膨脹，從而獲得zui小的水平位移。煙氣水平進入反應(yīng)器的頂部并且垂直地通過反應(yīng)器，均流器安裝在煙道上，催化劑層由板式結(jié)構(gòu)的構(gòu)架支撐。為防止催化劑層積灰，在每層催化劑上裝有吹灰器。
3.2 催化劑
催化劑的壽命決定著SCR系統(tǒng)的運行成本。催化劑置換費用約占系統(tǒng)總價的50％。目前催化劑的壽命一般1～2a。為避免催化劑中毒，對低硫煤和中硫煤，目前的催化劑的反應(yīng)溫度在315～400℃為宜，對高硫煤在342～400℃為宜，催化劑中毒將會降低它的性能。
SCR催化劑由陶瓷支架和活性成分（氧化釩、氧化鈦，有時候還有鎢等金屬氧化物）組成?，F(xiàn)在使用的催化劑形狀主要有兩種：蜂窩型和板型。蜂窩型常采用預(yù)制成型的陶瓷作為基材，活性成分填充在蜂窩孔中或涂刷在基質(zhì)上。板型則在預(yù)制支撐材料外涂刷催化劑活性成分。從性能角度看，這兩種催化劑各有特點，具體見表1。
3.3脫峭劑的貯存、制備、運輸和供應(yīng)
在SCR系統(tǒng)中，是靠氨和NOx反應(yīng)來達到脫硝的目的。制氨一般有三種方法：尿素法、純氨法、氨水法。
氨系統(tǒng)的三種方法中，使用尿素制氨的方法zui安全，但是，其投資、運行總費用zui高；純氨的運行、投資費用zui低，但是純氨的存儲需要較高的壓力，安全性要求較高。氨水介于兩者之間。純氨法應(yīng)用廣泛，貯運量小，有利于布置，在日本和中國臺灣應(yīng)用廣泛，在歐洲根據(jù)不同地區(qū)的情況三種方法均有應(yīng)用。由于國內(nèi)電廠生產(chǎn)管理水平較高，預(yù)計純氨系統(tǒng)將成為國內(nèi)脫硝工程的。
4主要設(shè)計技術(shù)指標
選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)的主要性能指標如表2所示。
5影響SCR脫硝技術(shù)的幾個關(guān)鍵因素
5.1催化劑
催化劑是SCR系統(tǒng)中的主要設(shè)備，其成分組成、結(jié)構(gòu)、壽命及相關(guān)參數(shù)直接影響SCR系統(tǒng)的脫硝效率及運行狀況。在相同條件下，反應(yīng)器中催化劑體積越大，NO、的脫除率越高同時氨的逸出量也越少，然而SCR工藝的費用也會顯著增加。催化劑的體積也取決于催化劑的可靠壽命，因為催化劑的壽命受很多不利因素的影響，如中毒和固體物的沉積等。催化劑的初投資成本約占項目投資的50%,催化劑的壽命決定著SCR系統(tǒng)的運行成本，因此催化劑的性能在SCR脫硝技術(shù)中是很關(guān)鍵的因素。一般要求催化劑滿足以下幾個有關(guān)條件：
(1)在較低的溫度下和較寬的溫度范圍內(nèi)，具有較高的活性；
(2)具有較高的選擇性；
(3)具有較高的抗化學性能（SO2、HCI、Na2O、K2O、As）；
(4)在較大的溫度波動下，有較好的熱穩(wěn)定性；
(5)機械穩(wěn)定性好，耐沖刷磨損；
(6)壓力損失低，使用壽命長。
5.2反應(yīng)溫度
不同的催化劑，其適宜的反應(yīng)溫度不同。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。煙氣溫度低于催化劑的反應(yīng)溫度時，氨分子與SO3和H2O反應(yīng)生成（NH4）2SO4或NH4HSO4，減少了與NOx的反應(yīng)，而且生成物附著在催化劑表面，易引起污染積灰進而堵塞催化劑的通道和微孔，降低催化劑的活性和脫硝效率。煙氣溫度高于其反應(yīng)溫度時，催化劑通道與微孔發(fā)生變形，導致有效通道和面積減少，加速催化劑的老化，另外，溫度過高還會使NH3直接轉(zhuǎn)化為NOx。目前的SCR系統(tǒng)大多設(shè)定在320～420℃之間。
5.3煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的空間速度
空間速度是SCR的一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，它是煙氣（標準溫度和壓力下的濕煙氣）在催化劑容積內(nèi)的停留時間尺度。
空間速度大，煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間短，將導致NOx與NH3的反應(yīng)不充分，NOx的轉(zhuǎn)化率低，氨的逃逸量大，同時煙氣對催化劑骨架的沖刷也大。但若煙氣流速過小，所需的SCR反應(yīng)器的空間增大，催化劑和設(shè)備不能得到充分利用，不經(jīng)濟?？罩邓俣仍谀撤N程度上決定反應(yīng)是否*，同時也決定著反應(yīng)器的沿程阻力。
5.4適當?shù)姆諝廨斎肓考芭c煙氣的均勻混合
NH3輸入量必須既保證SCR系統(tǒng)NOx的脫除效率，又保證較低的氨逸出率。只有氣流在反應(yīng)器中速度分布均勻，流動方向調(diào)整得當，NOx轉(zhuǎn)化率、氨逃逸率和催化劑的壽命才能得以保證。采用合理的噴嘴格柵，并為氨和煙氣提供足夠長的混合煙道，是使氨和煙氣均勻混合的有效措施，可以避免由于氨和煙氣的混合不均所引起的一系列問題。
6結(jié)語
隨著我國燃煤電廠煙塵，SO2等大氣污染物逐步得到控制與治理，對NOx污染的控制與排放標準將會日趨嚴格。從目前國內(nèi)已投入使用的SCR裝置運行情況來看，各項性能指標都達到甚至超過了設(shè)計要求，表明這是一種技術(shù)成熟、運行可靠的脫硝工藝。為了使這一技術(shù)在我國盡快得到應(yīng)用，可以從以下兩方面開展研究工作：
(1)SCR與其他脫硝技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的研究
無論是在設(shè)備投資還是在運行成本方面，SCR脫硝工藝都顯得十分昂貴，因此，降低脫硝費用就變得非常重要。例如：SCR和燃燒控制的組合是世界上煙氣脫硝技術(shù)的國家應(yīng)用zui多的聯(lián)合脫硝措施。鑒于目前我國很多大型機組都已應(yīng)用了燃燒控制NOx排放技術(shù)，具備了應(yīng)用這種組合技術(shù)的初步基礎(chǔ)，對這一組合進行的研究將是一個重要的方向。
(2)低溫、低成本催化劑的研究開發(fā)
高溫催化劑往往要求對煙氣加熱，從而造成運行費用的提高。開發(fā)低溫催化劑可以降低SCR系統(tǒng)的運行成本，是符合我國國情、有利于SCR技術(shù)在我國推廣的研究課題。
