近幾年來(lái)選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)(SCR)發(fā)展較快，在歐洲和日本得到了廣泛的應(yīng)用，目前氨催化還原煙氣脫硝技術(shù)是應(yīng)用最多的技術(shù)。
1)SCR脫硝反應(yīng)
SCR脫硝系統(tǒng)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑、利用催化劑將煙氣中的NOX轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?。在通常的設(shè)計(jì)中，使用液態(tài)無(wú)水氨或氨水(氨的水溶液)，無(wú)論以何種形式使用氨，首先使氨蒸發(fā)，然后氨和稀釋空氣或煙氣混合，最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。
在SCR反應(yīng)器內(nèi)，NO通過(guò)以下反應(yīng)被還原：
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí)，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。在鍋爐的煙氣中，NO2一般約占總的NOX濃度的5%，NO2參與的反應(yīng)如下：
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。
在絕大多數(shù)鍋爐及水泥窖中的煙氣中，NO2僅占NOX總量的一小部分，因此NO2的影響并不顯著。
SCR系統(tǒng)NOX脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會(huì)增加，為了維持需要的NOX脫除率，就必須增加反應(yīng)器中NH3/NOX摩爾比。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時(shí)間稱為催化劑壽命。
2)SCR技術(shù)主要影響因素
在SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO2濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。
(1)煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)，在電力燃煤鍋爐脫硝使用的催化劑，一般在300℃～430℃。而鍋爐及水泥窖出口煙氣的溫度要小于這一數(shù)值。
(2)煙氣流速、煙氣流速直接影響NH3與NOX的混合程度，需要設(shè)計(jì)合理的流速以保證NH3與NOX充分混合使反應(yīng)充分進(jìn)行。
(3)當(dāng)氧濃度增加催化劑性能提高到達(dá)到漸近值，但氧濃度不能過(guò)高，一般控制在2%～3%。
(4)氨逃逸是影響SCR系統(tǒng)運(yùn)行的另一個(gè)重要參數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中通常是多于理論需要量的氨被噴射進(jìn)入系統(tǒng)，反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為逃逸，NOX 脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加，在某一個(gè)氨逃逸量后達(dá)到一個(gè)漸進(jìn)值。
(5)水蒸汽濃度的增加使催化劑性能下降，催化劑鈍化失效也不利于SCR系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須加以有效控制。
