為減少環境污染，各地相繼出臺污染物排放控制標準，尤其是NO_x排放標準愈加嚴格，因此各個行業脫硝勢在必行。基于此，本文對硝技術相關內容進行了介紹，由于內容較多，此次僅對礎原理篇部分內容做簡要介紹。

基礎原理篇

1. SCR煙氣脫硝技術定義

答：選擇性催化還原技術(SelectiveCatalyticReduction，簡稱SCR)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨水或尿素等還原劑，在溫度為180-450℃時通過催化劑（根據煙氣溫度合理選擇催化劑類型）使煙氣中的NO_x催化還原為無二次污染的N₂和H₂O。由于NH₃具有選擇性，在以上溫度范圍內只與NO_x發生反應，基本不與O₂反應，故稱為選擇性催化還原脫硝技術。

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

2.SNCR煙氣脫硝技術定義

答：選擇性非催化還原技術(SelectiveNon-CatalyticReduction，簡稱SNCR)是用NH₃、尿素等還原劑直接噴入爐內與NO_x進行反應，不用催化劑，因此必須在高溫區加入還原劑。

還原劑(尿素/氨水)能夠在爐膛溫度為850~1100℃區域迅速將NO_x催化還原為N₂和H₂O。該方法是以爐膛為反應器，在爐膛850~1100℃這狹窄的溫度范圍內且無催化劑作用下，NH₃或尿素等氨基還原劑還原煙氣中的NO_x。其主要反應為：

NH₃為還原劑：4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

尿素為還原劑：NO+CO(NH₂)₂+1/2O₂→2N₂+CO₂+H₂O

當溫度高于1100℃時，NH₃則會被氧化為NO，即：4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O

SNCR煙氣脫硝技術反應溫度較高，且脫硝效率低，般為25%~50%，并且受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。

3.SCR脫硝催化技術的缺點

答： SCR脫硝催化技術是國際上應用多、技術成熟的種煙氣脫硝技術。目前，市場上以高溫SCR脫硝催化劑（300-400℃）和中低溫SCR脫硝催化劑（180-300℃）為主。并且隨著排放政策愈加收緊，中低溫SCR脫硝催化劑在非電域脫硝中占比越來越大。

其點如下：

（1）因使用了催化劑，脫硝反應溫度大幅降低（催化劑類型不同，反應溫度也有所差異，因此可根據煙氣出口溫度合理選擇催化劑種類）。

（2）脫除效率高，可高達90%以上；

（3）工藝設備緊湊，運行可靠；

（4）反應產物可直接排放，無二次污染。

但是SCR脫硝催化技術也存在些不足：

（1）煙氣成分復雜，某些污染物（重金屬、堿金屬等物質）可使催化劑出現長久性中毒、失活；

（2）粉塵微粒（尤其是些非電行業如玻璃、造紙等行業粉塵粘性較大）會覆蓋催化劑表面活性位，難以清除，致其活性下降；

（3）系統中存在些未反應的NH₃和煙氣中的SO₂作用，生成的(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄（統稱為ABS），該物質易腐蝕設備，覆蓋催化劑表面使其中毒失活，同時還會降低氨的利用率，增加氨逃逸。高溫催化劑因反應溫度較高，達到ABS的分解溫度，可大減少該物質的生成；而中低溫脫硝催化劑因反應溫度較低，在NH₃和SO₂作用下易生成ABS。

4.SCR脫硝催化劑種類的選擇

答：SCR脫硝技術中催化劑是核心，對催化劑的要求是活性高、壽命長、經濟性好、不產生二次污染。以NH₃為還原劑還原NO_x時，雖然過程容易進行，但煙氣中的復雜成分，如粉塵、堿金屬、重金屬、SO₂、H₂O等均會對催化劑產生影響，不利于脫硝反應的進行。

市場上使用較多的是高溫SCR脫硝催化劑，即反應溫度為300-400℃。此種催化劑反應溫度高，在電廠中使用較多。近幾年，為減少環境污染，政府開始嚴格要求非電行業的NOx排放量，并制定了不同行業的排放標準。基于非電行業排煙溫度較低，低于300℃，甚至低于200℃（如垃圾焚燒、焦化、燒結機、水泥等），如果使用中高溫催化劑，易增加企業能耗和運行成本；并且非電行業煙氣成分較電力行業煙氣成分成分更為復雜，條件較苛刻，難以直接使用中高溫催化劑。

近幾年市場上開始出現低溫SCR脫硝催化劑，主要應用于排煙溫度較低的非電力域，該催化劑反應溫度較低，180-300℃即可達到90%以上脫除效率。

北京方信立華科技有限公司是國內較早研發、生產和銷售低溫SCR脫硝催化劑的高新技術企業，將治理溫區從300-400℃拓寬至160-400℃，并且可針對不同行業、不同溫度段、不同煙氣參數組分調整個性化的配方和工藝，以實現低溫脫硝超低排放，并且已被廣泛應用到焦化、燒結、垃圾焚燒、造紙等十幾大非電力域行業。

“方信”低溫SCR脫下催化劑具有以下幾個方面技術勢：

（1）技術研發較早，技術水平國內先

該技術依托京工業大學環境與能源工程學院何洪和李堅兩位教授的自主發明，研發和實際應用達10年以上，該技術通過表面修飾和體相摻雜等方式對催化劑的表面酸堿性以及氧化還原性等進行調整和匹配，以提升其低溫催化性能（160-400℃），效率可達90%以上，大大降低脫硝反應所需的溫度，節省能耗。

（2）投運及在建業績達百余套，經得起各種煙氣條件的考驗

該低溫脫硝催化技術自投入市場以來，已成功應用于燒結、焦化、垃圾焚燒、水泥、耐火材料、玻璃等煙氣條件復雜多變的十幾大行業，具有國內研發早、脫硝效率高、抗硫性能強、低溫活性高等特點。如寶鋼湛江鋼鐵有限公司焦爐煙氣脫硝項目，該項目長期運行溫度190℃，已連續運行并達標排放滿3年，壽命期滿后，我公司又成功中標備用層催化劑標；唐山瑞豐鋼鐵燒結煙氣脫硝項目——7套脫硝裝置運行溫度180-200℃；在垃圾焚燒行業成功替換國外進口催化劑的企業，打破了該域低溫脫硝催化劑依賴進口的局面。

（3）異的抗硫抗水抗堿金屬中毒特性

我司研發團隊模擬煙氣條件，驗證催化劑抗硫特性。在230℃，SO₂為3000mg/Nm³，NO為1000mg/Nm³，空速為6000h^-1條件下，經過長達160h實驗后并經過模擬外推，得出催化劑脫硝效率從96%降至80%需要近2個月。

（4）技術獲得業界多方認可

2016年獲得北京市新技術新產品證書，2017年獲得北京市科學技術獎-二等獎，2018年獲得冶金行業-節能環保貢獻獎，2019年技術被中國環境科學學會鑒定為“技術達到國際先進水平”等，多項榮譽資質證明了該項技術在社會上的廣泛認可；2016年山東鐵雄新沙項目檢測報告、2017年徐州騰達焦化項目檢測報告、2018年寶鋼湛江焦爐煙氣脫硝項目等多個具有第三方檢測資質的脫硝項目檢測報告驗證、肯定了技術產品的性能。

5.如何保證SCR系統NO_x脫除效率

答：SCR系統NO_x脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NO_x反應。有小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。般情況下，新的催化劑，因活性位未被覆蓋、破壞，氨逃逸較低。但是，運行段時間后，催化劑表面會被飛灰或其他金屬類物質覆蓋/堵塞而中毒失去活性，此時氨逃逸增加。為了保證NO_x脫除率，就必須增加反應器中NH₃/NO_x摩爾比。當不能保證預先設定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標準時，就必須添加或更換新的催化劑以恢復其活性和性能。

6.SCR脫硝過程中銨鹽(如NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄)形成機理

答：約在320℃以下，SO₃和逃逸的氨反應，形成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄：

NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄

2NH₃+SO₃+H₂O→(NH₄)₂SO₄

這些物質從煙氣中凝結并沉積，覆蓋在催化劑表面使其失活；并且還會造成SCR系統的下游設備沾污和腐蝕，增加設備運行阻力并降低其傳熱性能。

近幾年投入市場的“方信”低溫SCR脫硝催化劑已經具有異的抗硫中毒能力，可大大減少NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄等物質的生成，但是長時間連續運行，仍會有定富集，我司脫硝催化技術可實現單倉解析再生，可在不影響系統正常運行情況下快速恢復催化劑活性，并且具有在線檢修和更換催化劑功能。

7.影響SCR脫硝性能的因素有哪些?

答：影響SCR脫硝性能的幾個關鍵因素有：反應溫度、煙氣成分、催化劑配方和類型（如中高溫催化劑配方、低溫催化劑配方）、煙氣速度、表面積以及煙氣/氨氣的混合效果。

8.脫硝裝置中影響催化劑壽命的因素

答：（1）在非電力行業，煙氣溫度過低，氨分子與SO₃和H₂O反應生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄，這是種有黏性的物質，會附著在催化劑表面，易引起污染積灰進而堵塞催化劑的通道和微孔，難以通過清灰處理，“方信”低溫SCR脫硝催化劑在失活情況下可升溫至350℃進行分解再生48h左右而不影響催化劑性能。

（2）煙氣攜帶的飛灰中含有Na、K、Ca、Si、As等堿金屬，砷、銅、汞等重金屬會使催化劑“中毒”或受污染，會降低催化劑的脫硝性能。該種物質對催化劑的損傷是不可逆的，無法通過再生恢復其活性。

（3）飛灰沉積會對催化劑反應器磨損并堵塞催化劑孔道。

（4）煙氣溫度過高會使催化劑燒結或失效。（高溫催化劑使用溫度≤420℃，低溫催化劑建議使用溫度≤350℃）