廢氣脫硝是目前發(fā)達國家普遍采用的減少NOx排放的方法，應用較多的有選擇性催化還原法(Selective catalytic reduction，簡稱SCR)、選擇性非催化還原法(Selective non-catalytic reduction，以下簡稱SNCR)。SCR的脫硝率可達90%以上。SCR的發(fā)明權屬于美國，而日本率先于20世紀70年代實現(xiàn)其商業(yè)化應用。目前該技術在發(fā)達國家已經得到了比較廣泛的應用。日本有93%以上的廢氣脫硝采用SCR，運行裝置超過300套。德國于20世紀80年代引進該技術，并規(guī)定發(fā)電量50 MW以上的電廠都得配備SCR裝置。臺灣有100套以上的SCR裝置在運行。大慶石化總廠化肥廠、川化集團公司、北京燕山石化公司合成橡膠廠和福建漳州電廠等也從國外引進了SCR裝置。

1 技術原理

有多種還原劑(CH4、H2、CO和NH3)可以將NOx還原成N2，尤其是NH3可以按下式選擇性地和NOx反應：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O (1)

8NH3+6NO2 =7N2+12H2O (2)

通過使用適當?shù)拇呋瘎?，上述反應可以?00~450℃的范圍內有效進行。在NH3/NOx為1(摩爾比)的條件下，可以得到80%~90%的脫硝率。在反應過程中，NH3有選擇性地和NOx反應生成N2和H2O，而不是被O2所氧化。

2 工藝流程

SCR廢氣脫硫裝置的工藝流程如圖1所示，主要由氨氣供應系統(tǒng)、氨氣控制系統(tǒng)、催化劑、排氣系統(tǒng)、預熱系統(tǒng)和反應器等組成。液氨由槽車運送到液氨儲罐，液氨儲槽輸出的液氨在蒸發(fā)器內蒸發(fā)為氨氣，并將氨氣加熱到常溫后，送到氨氣緩沖罐備用。氨氣緩沖罐的氨氣經調壓閥減壓后，通過噴氨格柵的噴嘴噴入廢氣中與廢氣混合，再經靜態(tài)混合器充分混合后進入催化反應器。當廢氣溫度低時，預熱系統(tǒng)用來加熱廢氣。達到反應溫度且與氨氣充分混合的廢氣流經SCR反應器的催化層時，氨氣與NOx發(fā)生催化氧化還原反應，將NOx還原為無害的N2和H2O。

3 運行控制

3.1 催化劑的活性

催化劑是SCR技術的核心，其形狀一般為板式或蜂窩式。由于蜂窩式催化劑優(yōu)良的耐久性、耐腐性、高可靠性，高反復利用率、低壓降，故使用的較廣泛。常用的催化劑主要成分為V2O5/TiO2。蜂窩式催化劑的斷面尺寸一般為：150 mm×150 mm;長度400 mm~1000 mm。SCR裝置的運行成本在很大程度上取決于催化劑的壽命。其使用壽命又取決于催化劑活性的衰減速度。催化劑的失活分為物理失活和化學失活。典型的SCR催化劑化學失活主要是堿金屬(如Na、K、Ca等)和重金屬(如As、Pt、Pb等)引起的催化劑中毒。堿金屬吸附在催化劑的毛細孔表面，金屬氧化物(如MgO、KaO等)中和催化劑表面的SO3生成硫化物而造成催化劑中毒。砷中毒是廢氣中的三氧化二砷與催化劑結合引起的。催化劑物理失活主要是指高溫燒結、磨損和固體顆粒沉積堵塞而引起催化劑活性破壞。

SCR系統(tǒng)所出現(xiàn)的磨損和堵塞可以通過反應器的優(yōu)化設計(設置自動的導流葉片裝置，倒轉氨的噴射方向使之與流動方向相反)加以緩解。如果廢氣中有粉塵，為了保證催化劑表面的潔凈，在反應器中安裝吹灰器是很有必要的。

如果廢氣中含有能使催化劑中毒的固體顆粒物，則廢氣需進行預處理，比如采用靜電除塵、加入脫砷劑等，去除催化劑毒物級固體顆粒物，避免催化劑中毒。