SCR是选择性非催化还原SelectiveCatalytic Reduction 的英文缩写,SCR技术是利用NH3与NO反应的选择性,在催化剂表面将富氧烟气中的NO还原成N2和H2O. NH3与NO反应在一个狭窄的温度范围内进行,不同的催化剂的作用温度不一样,使用最广泛的温度为350~400℃,最初的SCR催化剂是铂Pt等贵金属,70年代后期,日本人开始使用钒V、钛Ti、钨W等金属。80年代,TiO2、ZrO2、V2O5等金属化合物开始得到应用,反应的温度窗口也得到的拓宽。最新的SCR工业催化剂一般使用TiO2:为载体的 V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物。
SCR是目前商业技术当中脱硝效果最好的成熟技术,其脱硝效率可以达到80%,甚至90%以上,但投资巨大,操作运行费用也非常高。
SCR其化学反应式如下:
4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
4NH3 + 2NO + 2O2 → 4N2 + 6H2
对燃烧过程中少量NO2,其化学反应为:
8NH3 + 6NO2 → 7N2 + 12H2O
根据上述反应公式,可认为:脱硝率与NH3/NOx成正比,即如果脱硝率为80%~90%,则NH3/ NOx近似为0.8~0.9。发生反应的温度一般在300~400℃,在此温度下,脱硝率可达到80%以上并且未与NOx反应的NH3逃脱率不超过6ppm.
1. 操作适用性
• 在水泥工业中,SCR工艺主要在3000~420℃的温度区间进行,基于这点,SCR在水泥工业的设计主要有以下两种:
– 低尘废气应用装置:窑尾布袋后面,低粉尘,但相应温度角度,需额外能量身高废气温度;
– 高尘废气应用装置:预热器出口处,温度为310~390℃,为SCR反应温度区间,但粉尘浓度较高;
• 投资及运行费用非常昂贵
• 受水泥实际工况及运行费用的限制,SCR工艺运行于水泥工业的案例较少,世界范围内在水泥工业,目前只有几个案例在NOx 控制非常严格的欧洲地区。
2. 脱硝效率
• SCR 的脱硝效率很高,可以达到90%以上;
• 能轻松稳定的把窑尾烟囱的NOx排放控制在200mg/Nm3以下。
3. 对水泥窑生产的影响
• 优点:非常高的脱硝率,脱硝还原剂的使用效率高,氨逃逸极小;
• 缺点:投资费用高,运行费用高,工艺控制繁琐。