SCR（選擇性催化還原）脫硝系統(tǒng)的核心目標(biāo)是去除煙氣中的氮氧化物（NOx）。它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其主要設(shè)備可以分為以下幾個(gè)核心部分和輔助系統(tǒng)：

一、 核心反應(yīng)系統(tǒng)

這是完成脫硝化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵部分。

1. SCR反應(yīng)器

   • 功能：是脫硝反應(yīng)發(fā)生的容器和場所，內(nèi)部安裝催化劑層。

   • 結(jié)構(gòu)：通常是一個(gè)大型的鋼制立式箱體，內(nèi)部設(shè)有催化劑模塊的支撐結(jié)構(gòu)、檢修門、人孔、吹灰器等。煙氣從入口進(jìn)入，經(jīng)過催化劑層后從出口排出。

2. 催化劑

   • 功能：是SCR系統(tǒng)的“心臟”，其表面提供活性位點(diǎn)，在特定溫度下促進(jìn)氨氣（NH?）與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，生成無害的氮?dú)猓∟?）和水（H?O）。

   • 類型：最常見的是釩鈦基催化劑，形式通常為蜂窩式、板式或波紋板式。

二、 還原劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)生產(chǎn)、存儲和精確計(jì)量輸送反應(yīng)所需的氨氣。

1. 氨區(qū)：這是一個(gè)相對獨(dú)立的區(qū)域，是還原劑的存儲和制備中心。

   • 液氨儲罐：用于存儲液態(tài)的無水氨。這是最經(jīng)濟(jì)的方式，但因其有毒、易燃易爆，安全要求極高。

   • 氨蒸發(fā)器：通過加熱（通常用蒸汽或電加熱）將液態(tài)氨氣化成氣態(tài)氨。

   • 氨氣緩沖罐：緩沖和穩(wěn)定氣氨的壓力，確保后續(xù)輸送的穩(wěn)定性。

   • 稀釋風(fēng)機(jī)：提供空氣，將高濃度的氣氨稀釋到爆炸下限以下的安全濃度（通常<5%），形成氨/空氣混合氣體。

   • （替代方案）尿素制氨系統(tǒng)：由于液氨的安全隱患，許多電廠改用尿素作為還原劑前體。

     • 尿素溶解罐：將顆粒尿素溶解成一定濃度的尿素溶液。

     • 尿素溶液儲罐：存儲制備好的尿素溶液。

     • 水解爐或熱解爐：

       • 水解爐：在高溫高壓下，尿素溶液與水反應(yīng)生成NH?和CO?。

       • 熱解爐：在高溫下，尿素溶液迅速分解生成NH?、HNCO（異氰酸），并進(jìn)一步水解成NH?和CO?。

三、 煙氣與噴射系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)將還原劑與煙氣均勻混合，為反應(yīng)創(chuàng)造最佳條件。

1. 噴氨格柵

   • 功能：位于反應(yīng)器入口前的煙道內(nèi)，由一系列管道和噴嘴組成。其核心作用是將稀釋后的氨/空氣混合氣體均勻地噴射到煙氣中。

   • 設(shè)計(jì)關(guān)鍵：AIG的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，必須確保在催化劑入口截面上的氨濃度與NOx濃度分布匹配（即氨氮摩爾比分布均勻），才能保證高脫硝效率和低氨逃逸。

2. 靜態(tài)混合器

   • 功能：安裝在AIG之后，反應(yīng)器之前。通過其特殊的葉片結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)煙氣的湍流，促進(jìn)氨氣與煙氣的充分、均勻混合。

3. 煙道及擋板門

   • 旁路擋板門：在機(jī)組啟?；虻拓?fù)荷時(shí)，若煙氣溫度不符合催化劑要求，可開啟旁路，使煙氣繞過反應(yīng)器，保護(hù)催化劑。

   • 進(jìn)出口擋板門：用于隔離SCR系統(tǒng)，以便進(jìn)行檢修。

四、 吹灰系統(tǒng)

由于煙氣中含有大量粉塵，會堵塞催化劑孔道，因此必須定期清理。

1. 聲波吹灰器

   • 原理：通過號角產(chǎn)生高強(qiáng)度、特定頻率的聲波，使粉塵顆粒產(chǎn)生共振、松動(dòng)，并隨煙氣流出。優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械部件、對催化劑無磨損、覆蓋范圍廣，適用于粉塵濃度不極高的場合。

2. 蒸汽吹灰器/耙式吹灰器

   • 原理：使用高壓蒸汽或壓縮空氣作為介質(zhì)，通過可伸縮的耙管或噴槍直接吹掃催化劑表面。清灰效果更徹底，適用于粉塵濃度極高、粘性大的場合（如燃用高硫煤、垃圾焚燒廠）。

五、 控制系統(tǒng)（DCS / CEMS）

這是整個(gè)SCR系統(tǒng)的大腦。

1. 分散控制系統(tǒng)（DCS）

   • 功能：接收來自CEMS和各類傳感器的信號（如NOx濃度、煙氣流量、溫度、氨氣流量等），通過預(yù)設(shè)的程序和算法，實(shí)時(shí)、精確地控制噴氨量，在保證脫硝效率的同時(shí)最大限度地降低氨逃逸。

2. 煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）

   • 功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)器入口和出口的NOx濃度、O?含量、溫度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送給DCS，作為控制的依據(jù)。出口的氨逃逸濃度也由專門的分析儀監(jiān)測。