一、 核心反应设备
这是发生脱硝化学反应的关键区域。
SCR反应器
功能:是SCR系统的核心容器,内部安装催化剂层,为氨(NH?)与NOx在催化剂表面进行还原反应提供空间。
结构:通常是一个大型的钢制立式塔或水平放置的箱体,与烟气管道相连。内部设有催化剂模块的支撑梁、检修门、人孔、吹灰器等接口。
催化剂
功能:是SCR技术的“心脏”,其作用是降低反应活化能,在特定温度下选择性地促进NH?与NOx反应生成无害的N?和H?O,而自身不参与反应。
类型:见的是钒钛基催化剂。此外还有沸石基、贵金属基等,用于不同场合。
形式:主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。
二、 还原剂制备与供应系统
负责生产、存储、蒸发并精确计量输送氨到反应器。
氨区
液氨储罐:用于存储液态的无水液氨(NH?)。
氨气蒸发器:将液态氨加热蒸发成气态氨。
氨气缓冲罐:储存气态氨,稳定供应压力。
尿素制氨系统(替代方案)
水解:在高温高压下,尿素溶液与水反应生成NH?和CO?。
热解:在高温下,尿素溶液迅速分解生成NH?和异氰酸,后者再水解成NH?和CO?。
由于液氨的安全风险,许多电厂改用尿素作为还原剂前体。
尿素溶解罐:将颗粒尿素与水混合制成一定浓度的尿素溶液。
尿素溶液储罐:存储制备好的尿素溶液。
水解器或 热解炉:
三、 喷射与混合系统
确保还原剂与烟气均匀混合,这是达到高脱硝效率的关键。
喷氨格栅
功能:位于反应器上游的烟气管道中,由一系列喷嘴或喷管组成,负责将气态氨均匀地喷射到烟气中。
关键要求:其设计必须保证在烟气截面上氨的浓度分布与NOx分布匹配,以实现高效反应并防止氨逃逸。
静态混合器
功能:安装在AIG之后,反应器之前。通过其特殊的叶片结构扰动烟气,促进氨与烟气的充分、均匀混合。
四、 烟气系统
引导和处理流经SCR系统的烟气。
烟道及挡板
烟道:连接锅炉省煤器、SCR反应器和空气预热器的管道。
旁路挡板门:非必需设备,但在某些设计中,用于在机组启动、停运或催化剂更换时,使烟气绕过SCR反应器,保护催化剂。
隔离挡板门:用于检修时隔离反应器。
风机
虽然不直接属于SCR系统,但SCR反应器会带来额外的系统压降(通常为300-1000 Pa),需要引风机的压头能够克服这个阻力。
五、 吹灰系统
清除催化剂表面的积灰和堵塞,保持其活性和通畅。
声波吹灰器
原理:通过号角产生高强度声波,使粉尘颗粒产生振动和疲劳而脱离催化剂表面。适用于松散积灰。
蒸汽吹灰器
原理:定期喷射高压蒸汽,直接吹扫催化剂孔道。清灰有效果,但可能对催化剂有轻微磨损和热冲击。
控制系统(DCS/PLC)
功能:是整个系统的大脑。它根据锅炉负荷、烟气流量、入口NOx浓度、温度等信号,通过复杂的算法计算出所需的喷氨量,并精确控制还原剂供应系统的阀门和计量装置,在保证脱硝效率的同时限度地减少“氨逃逸”。