SCR煙氣脫硝效率及催化劑活性的影響因素簡(jiǎn)述

燃煤過(guò)程中容易產(chǎn)生許多環(huán)境污染物。氮氧化物是燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的污染物之一，嚴重污染環(huán)境。本文對燃煤煙氣中氮氧化物脫除技術(shù)選擇性催化還原法(SCR) 技術(shù)的原理和發(fā)生過(guò)程進(jìn)行分析，并對催化劑效率的影響因素進(jìn)行探討，為SCR技術(shù)研究和實(shí)踐應用提供參考。
尾部煙氣脫硝方法是目前國際上常用的降低NOx的方法。常用方法中，選擇性催化還原脫硝法(SCR)的脫硝效率可以達到90%以上，具有較好的應用前景。本文針對SCR煙氣脫硝技術(shù)，簡(jiǎn)要介紹SCR煙氣脫硝的基本原理和控制步驟，對影響脫硝催化劑效率的因素進(jìn)行探討分析。
1 SCR煙氣脫硝基本原理
SCR煙氣脫硝技術(shù)就是利用還原劑在催化劑的作用下選擇性地將煙氣中的NOx反應生成對環(huán)境無(wú)害的氮氣和水。還原劑一般為碳氫化合物，應用較多的是氨氣。
燃煤煙氣中的NOx主要為NO，在沒(méi)有催化劑的條件下，NOx和NH3也可以發(fā)生化學(xué)反應，但只能在相對較窄的溫度范圍內進(jìn)行，一般在930℃左右。通過(guò)選擇合適的催化劑，可有效的降低反應溫度，提升反應的效率。
SCR煙氣脫硝的反應過(guò)程主要分為以下幾個(gè)步驟：
(1)外擴散過(guò)程。外擴散即氮氧化物和氨氣從氣相主體中擴散到催化劑外表面的過(guò)程。
(2)內擴散過(guò)程。催化劑的活性中心一般存在于催化劑的內表面上，因此反應物需要在內表面的活性中心吸附才能發(fā)生反應。反應物質(zhì)從催化劑外表面向內表面擴散的過(guò)程為內擴散過(guò)程。
(3)吸附過(guò)程。反應物在活性中心吸附的過(guò)程。
(4)催化反應。吸附在活性中心的反應物，在催化劑活性中心和一定溫度下發(fā)生催化還原反應，氮氧化物還原分解生成氮氣和水。
(5)脫附過(guò)程。反應產(chǎn)物從活性中心脫離的過(guò)程。
(6)內擴散過(guò)程。反應產(chǎn)物從活性中心脫附后通過(guò)催化劑的內表面向外表面擴散的過(guò)程。
(7)外擴散過(guò)程。反應產(chǎn)物從催化劑外表面向氣相主體中進(jìn)行擴散傳質(zhì)的過(guò)程。
以上七個(gè)步驟可以分為三大類(lèi)：外擴散、內擴散及表面反應。外擴散主要與氣相主體的流速有關(guān)，內擴散主要與催化劑的孔道結構有關(guān)，表面反應主要與催化劑性質(zhì)及反應溫度有關(guān)。
2 SCR煙氣脫硝效率和催化劑活性的主要影響因素
SCR煙氣脫硝能力的主要指標是脫硝的效率。脫硝效率的主要影響因素有反應溫度、煙氣中氨氣和氮氧化物的比例、空速、氮氧化物濃度等。
(1)反應溫度的影響
反應溫度對于催化劑的效率和活性都存在聯(lián)系，催化劑的效率和活性隨溫度的變化規律一致，即均在200℃-400℃之間隨溫度增加而增加，活性和效率均在400℃時(shí)達到最大值。溫度大于400℃時(shí)，活性和效率均降低。
(2)氨氮摩爾比的影響
氨氮摩爾比是評價(jià)SCR工藝經(jīng)濟性的技術(shù)指標。在相同的脫硝效率下，氨氮摩爾比越大，其經(jīng)濟性越低。一般情況下，氨氮的摩爾比一般設置在0.9-1.05的范圍內。
(3)NOx濃度的影響
氨氣含量不變的情況下，煙氣脫硝效率隨著(zhù)NOx濃度的升高而降低。氨氣含量不變，氮氧化物含量增加使得氮氧化物的摩爾比下降，導致最終的效率下降。
(4)空速的影響
空速是化學(xué)反應的動(dòng)力學(xué)指標，關(guān)乎催化劑的處理能力?？账偌磫挝粫r(shí)間內處理的氣體體積量與催化劑裝填體積的比例。脫硝效率隨著(zhù)空速的增加而逐漸降低?？账僭黾?，反應物在反應器中的保留時(shí)間較短，反應不充分，導致效率下降。
3 總結
煙氣中氮氧化物對于環(huán)境存在嚴重的影響，電廠(chǎng)進(jìn)行煙氣脫硝對于環(huán)境保護和提升企業(yè)的社會(huì )責任都具有積極的作用。通過(guò)對SCR煙氣脫硝技術(shù)的簡(jiǎn)述，可以為SCR技術(shù)的研究和實(shí)踐應用提供參考。