热源厂除尘脱硝处理工艺设计课程设计-毕业论文.doc

辽 宁 科 技 学 院本科课程设计题目：热源厂除尘脱硝处理工艺设计摘 要经调查：烟气脱硝在国内外一直是一个非常棘手的难题。所以本设计采用选择性催化剂还原烟气脱硝技术（SCR）以及旋风除尘器脱硝除尘。SCR工艺采用垂直的催化剂反应塔与无水氨，从燃煤燃烧装置及燃煤电厂的烟气中除去氮氧化物（NOx）。具体为采用氨（NH3）作为反应剂，与锅炉排出的烟气混合后通过催化剂层，在催化剂层，在催化剂的作用下将NOx还原分解成无害的氮气（N2）和水（H2O）。该工艺脱硝率可达90%以上，NH3逃逸低于5ppm，设备使用效率高，基本上无二次污染，是目前世界上先进的电站烟气脱硝技术，在全球烟气脱硝领域市场占有率高达98%。在机械除尘器之中，旋风除尘器是效率最高的一种，从技术、经济等诸多方面考虑，旋风除尘器压力损失控制范围一般在500-2000Pa。因此，它属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘以及预除尘。关键词：除尘；旋风除尘器；烟气脱硝；SCR；脱硝工艺AbstractAfter investigation: flue gas denitrification at home and abroad has been a very difficult problem. Therefore, this design uses selective catalytic reduction flue gas denitrification technology (SCR) and denitrification cyclone dust.SCR process using a vertical column with anhydrous ammonia catalyst from coal fired power plants and combustion device removing nitrogen oxides in flue gas (NOx). Specifically the use of ammonia (NH3) as a reactant, mixed with the boiler flue gas discharged after passing through the catalyst layer, the catalyst layer, in the role of a catalyst in the reduction of NOx into harmless nitrogen (N2) and water (H2O). The process denitrification rate of up to 90%, NH3 escape less than 5ppm, high-efficiency equipment, basically no secondary pollution, is an advanced power plant flue gas denitrification technology in the world, the global market share in the field of flue gas denitrification up 98%.Among the mechanical filter, a cyclone is the highest efficiency from many aspects to consider technical, economic, etc., cyclone pressure loss control range is generally 500-2000Pa. Therefore, it belongs in the efficiency filter, and can be used in high temperature flue gas purification, is widely used as a filter, and more used in the boiler flue dust, dust, and multi-stage pre-dust.Key words: Dust; Cyclone; Flue gas denitrification; SCR; Denitrification process目录绪论11概述31.1设计任务书31.1.1资料背景31.1.2要求31.1.3编制初步设计文件并提交。31.1.4设计原始资料（经计算）31.2 除尘器工艺方案的确定42 烟气量、烟尘和氮氧化物浓度的计算52.1 标准状态下的理论烟气量52.2 标准状态下的烟气含尘浓度53 除尘器的选择73.1 除尘器应达到的除尘效率73.2 除尘器的选择73.2.1 工况下的烟气流量74 管道系统的布置及设计计算94.1 各装置及管道布置的原则94.2 管径的确定95 烟囱的设计105.1 烟囱高度的确定105.3 烟囱的抽力116 系统阻力的计算126.1 摩擦压力损失126.2 局部压力损失136.2.1除尘器入口前的管道136.2.2 除尘器出口至风机入口的管道146.2.3 T形三通管147 系统中烟气温度的变化167.1 烟气在管道中的温度降167.2 烟气在烟囱中的温度降168 风机及电动机的选择和计算188.1 风机风量的计算188.2 风机风压的计算188.3 电动机功率的计算199 SCR脱硝工艺209.1 SCR基本原理209.2 典型SCR系统组成219.3 SCR工艺流程219.4 SCR工艺系统布置分类229.4.1高温高尘布置229.4.2高温低尘布置229.4.3低温低尘布置239.5 催化剂249.6 还原剂原料269.6.1液氨269.6.2 氨水269.6.3 尿素269.7 SCR反应器279.8 喷氨格栅299.9 吹灰器309.10影响SCR脱硝性能的几个关键因素309.10.1 催化剂309.10.2 反应温度319.10.3 适当的氨气输入量及与烟气的均匀混合3110 SCR系统的设计与计算3210.1 项目执行标准3210.2 原始参数3210.3 SCR反应器设计计算3210.3.1 SCR3310.3.2 塔的设计计算3510.3.3催化剂的选型3710.3.4喷氨系统喷射管设计3810.3.5氨气/烟气静态混合器3810.3.6吹灰器设计3911 SCR辅助设备选型4111.1 供氨装置4111.1.1卸氨压缩机4111.1.2液氨储罐4211.1.3液氨蒸发器4211.1.4氨气缓冲罐4411.1.5氨气稀释槽4411.1.6 氨/空气混合器4511.1.7 废水泵4511.2 液氨提升泵的选型4511.3 省煤器旁路4611.4 进出口烟道4612 结论与建议4712.1 结论4712.2 建议47参考文献48绪论按照国际标准化组织（ISO）作出的定义，空气污染：通常系指由于人类活动和自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。大气污染物的种类非常多，根据其存在状态，可将其概括为两大类：气体状态污染物和气溶胶状态污染物。随着工业的发展，能源的消耗量逐步上升，大气污染物的排放量相应增加。就现在我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在人的生存每时每刻都离不开空气，大气的质量与人类的生存环境息息相关，所以对大气的修复比较困难。虽然人们在大气环境治理方面做了相当大量的工作，但目前的空气质量仍然不尽人意，因此防止污染、改善空气环境成为当今迫切的环境任务。燃煤锅炉排放的二氧化硫严重的污染了我们赖以生存的环境。我国的大气污染仍是以煤烟型为主，其中粉尘与酸雨危害最大。因此，净化燃煤烟气中的粉尘和氮氧化物是我国改善大气的空气质量和减少酸雨的关键性问题。粉尘的危害：粉尘的危害不仅取决于它的暴露浓度，还在很大程度上取决于它的组成成分、物理性质、化学性质、粒径和生物的活性等等。粉尘的成分和物理化学性质是对人体危害的主要因素。有毒的金属粉尘和非金属粉尘（铬、锰、镐、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以致死亡。氮氧化物包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。氮氧化物中氧化亚氮（笑气）作为吸入麻醉剂，不以工业毒物论；余者除二氧化氮外， 遇光、湿或热可产生二氧化氮，主要为二氧化氮的毒作用，主要损害深部呼吸道。一氧化氮尚可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症。人吸入二氧化氮1分钟的MLC为200ppm。大气控制的措施主要包括：严格的环境管理；以环境规划为中心，实行综合防治；制定大气污染的技术政策；控制环境污染的经济政策；高烟囱扩散；绿化造林；安装废弃净化装置；加强环境科学研究，检测和教育。据统计，我国目前约有30万台中小型燃煤工业锅炉，耗煤量占全国原煤产量的1/3。而这些锅炉中，大部分没有安装脱硫设备，致使许多地区酸雨频频发生，严重危害了工农业生产和人类健康。因此烟气的脱硫是当前环境保护的一项重要工作。能拥有烟气脱硫的除尘设备有很多，但要满足运转稳定可靠，不影响生产的同时去除且压力降较小等要求，以袋式除尘器和旋流板为宜。除尘设备：从气体总去除或捕集固态或液态微粒的设备。旋风除尘器：对于捕集510m以上的粉尘效率较高，其除尘效率可达80%以上，被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑等工业部门。旋风除尘器结构简单，除尘器本身无结构部件，不需特殊的附件设备，占地面积小，制造、安装投资少。操作维护简单，压力损失中等，动力损耗不大，运转、维护费用低。操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度的限制。碎玉粉尘的物理性质无特殊要求，同时可根据化工生产的不同要求，选用不同材料制成，或内衬各种不同的耐磨、耐热材料，以提高使用寿命。电除尘器：除尘器的除尘效率与电场强度、集尘板面积、烟气流量、粉尘驱进速度，尤其是粉尘的导电性有关，电除尘器具有很高的除尘效率（可达99.99%），可捕集0.1m以上的尘粒。它阻力小，运行费用低，处理烟气量大，运行操作方便，可完全实现自动化。缺点是设备庞大，投资费用高。此外对制造、安装质量要求较高。惯性除尘器：用于净化密度和颗粒较大的金属或矿物性粉尘时，具有较高的除尘效率65%75%。对于粘结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。由于净化效率不高，一般只用于多级除尘中的第一级除尘，捕集1020m以上的粗尘粒。压力损失一般为1001000pa。袋式除尘器：一种干式高效除尘器，可净化粒径dp0.1m的含尘气体，除尘效率可达99%以上。它的阻力一般为10002000pa。另外，若除尘器阻力过高，还会使除尘系统的处理气体量下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘阻力达到一定数值后要及时清灰，清灰不能过分，即不应破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率显著下降。由于所用滤布受到温度、腐蚀性等限制，只适用于净化腐蚀性小，温度低于300的含尘气体。湿式除尘器：是应用最多的就是文丘里洗涤器除尘器，文丘里洗涤器的除尘效率一般在95%以上，它随液滴直径、喉管气速的增加而增加。当液滴直径比尘粒大50倍时，其除尘效率最高。这种除尘器结构简单，除尘效率高，水滴还能吸收烟气中的二氧化硫和三氧化硫。其缺点是阻力大，需要有污水处理装置。1概述1.1设计任务书1.1.1资料背景根据本溪市经济开发区总体规划，在开发区建设集中热源厂，以满足开发区企事业单位的供热需求，热源厂承担该地区集中供热的建设，根据供热需求，集中供热中心分三期建设，一期建造一座300t/h容量的锅炉，安装一台29MW热水锅炉，二期安装一台58MW的热水锅炉，三期安装两台58MW热水锅炉。所使用煤炭为山西出产的烟煤。1.1.2要求收集设计前期资料，确定烟气产量及各项标准，设计烟气除尘脱硝处理工艺，绘制工艺流程图及总平面布置图。1.1.3编制初步设计文件并提交。1.1.4设计原始资料（经计算）设计耗煤量：2.85kg/s=1.26t/h排烟温度：160烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过剩系数：=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：97.86Kpa冬季室外空气温度：-13空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：CY=81.4% HY=5.6% SY=0.92% OY=10.6% NY=1.43% WY= 6.92%按锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m3氮氧化物排放浓度（标准状态下）：- mg/m31.2 除尘器工艺方案的确定 本设计选用旋风除尘器。 旋风除尘器是利用旋风气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。它具有结构简单、应用广泛、种类繁多等优点，虽然在除尘原理及结构性能方面的研究很多，但由于旋风除尘器内气流和粒子运动状态复杂，准确测定较困难，至今理论研究仍不够完善。 旋风除尘器的优点是结构简单，造价便宜，体积小，无运动部件，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大；缺点是除尘效率不高，对于流量变化大的含尘气体性能较差。在机械除尘器之中，旋风除尘器是效率最高的一种，从技术、经济等诸多方面考虑，旋风除尘器压力损失控制范围一般在500-2000Pa。因此，它属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘以及预除尘。 工艺流程图：2 烟气量、烟尘和氮氧化物浓度的计算2.1 标准状态下的理论烟气量建立煤燃烧的假定：1.煤中固定氧可用于燃烧；2.煤中氮主要被氧化为NOx；3.不考虑SO2的生成。山西无烟煤的热值Qdw=26377kJ/kg,设计热效率为45%。则电厂的煤炭消耗量为：。以完全燃烧1kg为基准，计算各组分的摩尔数、需氧量和产生烟气量如下：组分/mol质量/g摩尔数/mol需氧量/mol燃烧后烟气量C81467.8367.8367.83（CO2）H56561428 （H2O）O1066.63-3.320N14.31.0200.51（N2）S9.20.290.290.29（SO2）因此，燃烧1kg烟煤需要的理论氧气量为：（67.83+14-3.32+0.29）mol=78.8mol。需要的实际空气量为：78.8（1+3.78）1.4=527.33mol产生的烟气量为：（67.83+28+0.51+0.29）+527.33-78.8=545.16mol总共产生的烟气量为：2.85545.16=1553.71mol/s=1533.7122.4=34803L/s=m3/h。NOx的实际排放量为：0.01432.850.85=0.035kg/s实际NOx排放浓度为：2.2 标准状态下的烟气含尘浓度标准状态下烟气含尘浓度为： 式中：排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数，16%；煤中不可燃成分的含量，15%；标准状态下实际烟气量，m3/kg。结果为： C=0.00234 （kg/m3） =2340 （mg/m3）3 除尘器的选择3.1 除尘器应达到的除尘效率 式中： C 标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3；标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3。结果为： 3.2 除尘器的选择 根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号和规格。然后确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。3.2.1 工况下的烟气流量工况下的烟气流量为： 式中： Q 标准状态下的烟气流量，m3/h；T工况下烟气温度，K；T标准状态下温度，273 K。结果为： 则烟气的流速为： 根据工况下的烟气量、烟气的温度以及要求达到的除尘效率来确定除尘器，查阅相关资料，选择XLD-4型陶瓷多管式旋风除尘器。产品的性能如下表3.1和3.2。表3.1 XLD-4型陶瓷多管旋风除尘器产品性能型号配套锅炉容量处理烟气量除尘效率/%设备阻力/Pa分割粒径质量/kgXLD-441200092-95932-11283.06-3.32369表3.2 XLD-4型陶瓷多管旋风除尘器的外型结构尺寸ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235 图3.1 XLD-4型陶瓷多管旋风除尘器外型结构尺寸4 管道系统的布置及设计计算4.1 各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单、紧凑，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。4.2 管径的确定 管道直径：式中： Q 工况下管道内烟气流量，m3/s；v 烟气流速 m/s (对于锅炉烟尘v=10-15 m/s)，取v=14 m/s。结果为： 圆整并选取风道：表4.1 风道直径规格表外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm50010.75 内径：则由公式4.1可算出实际烟气流速：结果为： 13.9 m/s5 烟囱的设计5.1 烟囱高度的确定 首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度。表5.1 锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力（t/h）小于1122661010202035烟囱最低 （高度/m）202530354045 已知每台锅炉的额定出力为4t/h，则锅炉总额定出力为43=12（t/h）， 故选取的烟囱高度为40 m。5.2 烟囱直径的计算烟囱出口的直径可按下式计算： （m) 式中：Q 通过烟囱的总烟气量，m3/h；V 按下表5.2选取的烟囱出口烟气流速，m/s。 表5.2 烟囱出口烟气流速通风方式运行情况全负荷时最小负荷机械通风102045自然通风6102.53代入 ，结果为： 圆整取烟囱底部直径： d1 = d2 + 2iH (m) 式中：d2 烟囱出口直径，m；H 烟囱高度，m；i 烟囱锥度，通常取i = 0.020.03。代入 d2 =1.0m，H=40m，i=0.03结果为： 5.3 烟囱的抽力 式中： H 烟囱高度，m； 外界空气温度，； 烟囱内烟气平均温度，；B 当地大气压，Pa。代入 H=40m，=-13，=177，B=97.86KPa=97680Pa结果为： 6 系统阻力的计算6.1 摩擦压力损失（1）对于圆管： 式中： L 管道长度，m；d 管道直径，m； 烟气密度，kg/m3； 管中气流平均速率，m/s； 摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可以查手册得到（实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04）。对于直径500m的圆管： 根据公式6.1得： （2）对于砖砌拱形烟道： 式中：S 烟道的面积，；D 直径，；B拱形两内柱的距离，。其中D=500mm，计算B=450 mm。6.2 局部压力损失 式中：异型管件的局部阻力系数，可在相关手册中查到；与相对应的断面平均气流速率，；烟气密度，。6.2.1除尘器入口前的管道除尘器入口前的管道分为三部分，第一部分为一个渐缩管，由600mm管径缩至500mm。时，取=45，结果为： 渐缩管长度： 除尘器入口前的管道中的第二部分为30的Z形弯头。弯头高度： （m）取 查资料得 结果为： 则： 除尘器入口前的管道中的第三部分为一个渐扩管。 取，则结果为： 渐扩管长度： 6.2.2 除尘器出口至风机入口的管道除尘器出口至风机入口处的管道为一个Z字形，分为三部分，上半部分是一个渐缩管。，故取，结果为： 渐缩管长度L同上述渐扩管长度一样，L=0.07m。除尘器出口至风机入口管道的中间部分和下部各为一个90弯头。D=500m，取R=D，则。结果为： 两个弯头则为： 6.2.3 T形三通管 ，则： 对于T形合流三通，则： 所以，系统的总阻力（其中锅炉出口前阻力为932Pa，除尘器阻力为1128Pa）为：7 系统中烟气温度的变化 当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。7.1 烟气在管道中的温度降 式中：标准状态下烟气流量，m3/h； F管道散热面积，m2； CV标准状态下烟气平均比热容（一般为1.3521.357kJ/m3）； q管道单位面积散热损失。 室内q=4187 kJ/(m2h) 室外q=5443 kJ/(m2h)室内管道长： 室外管道长： 所以，由公式7.1得： 7.2 烟气在烟囱中的温度降 式中：H烟囱高度，m；D合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；A温降系数，可由下表查得。表7.1 烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（小于50m）壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA20.80.40.2 由公式7.2得： 则，总温度降为： 8 风机及电动机的选择和计算8.1 风机风量的计算 式中：1.1风量备用系数；风机前标准状态下风量，m3/h；风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度；B 当地大气压力，kPa。结果为： 8.2 风机风压的计算 式中： 1.2风压备用系数；系统前总阻力，Pa；烟囱抽力，Pa；风机前烟气温度，；风机性能表中给出的试验用气体温度，；。标准状况下烟气密度，1.34kg/m3；结果为： 根据和选定风机，查阅资料得出：选用Y5-47型N0.7c的引风机，Y5-47型引风机是在原有的该型号引风机性能基础上改进的产品，该引风机最佳工况点的全压内效率为85.6%，与原来的性能相比较，由于进行了一系列的改进，使噪声值有显著降低，噪声指标为12.5dB。其性能如下表。表8.1 引风机性能表机号传动方式转速/(r/min)流量/全压/Pa内效率/%内功率/kw所需功率/kwC式23201166330307912.4217.008.3 电动机功率的计算 式中：风机风量，m3/h；风机风压，Pa；风机在全压头时的效率（一般风机为0.6，高效风机约为0.9）；机械传动效率，当风机与电机直联传动时=1，用联轴器连接时=0.950.98，用V形带传动时=0.95；电动机备用系数，对引风机，=1.3。结果为： 根据电动机功率、风机的转速、传动方式选定Y180M-2型电动机，功率为22Kw，符合设备运行的要求。9 SCR脱硝工艺9.1 SCR基本原理选择性催化还原（SCR）脱硝原理是在一定的温度和催化剂的作用下，还原剂有选择地把烟气中的NOx还原为无毒无污染的N2和H2O。催化的作用是降低分解反应的活化能，使其反应温度降低至150450之间。因为电厂实际使用的温度范围是290430，若无催化剂，反应温度较高（980左右），超出了电厂温度范围。还原剂有氨水、液氨及尿素，工业上常应用的是液氨，其次是尿素。以氨为还原剂的SCR反应如下。主反应方程式：4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2ONO + 2NO2 + 2NH32N2 + 3H2O 6NO + 4NH35N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH32N2 + 6H2O 副反应方程式：4NH3 + 3O22N2 + 6H2O 2NH3 N2 + 3H24NH3 + 3O24NO + 6H2O2SO2 + O22SO3 NH3 + SO3 + H2ONH3HSO4 2NH3 + SO3 + H2O(NH4)SO4 其中第一步反应为主要反应，因为烟气中的几乎95%的NOX均是以NO的形式存在。在反应过程中，NH3可以选择性地和NOX反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，其基本原理如图9-1所示。图9-1 SCR基本反应原理9.2 典型SCR系统组成烟气脱硝系统由还原剂的制备系统和脱硝反应系统两部分组成，见图9-2。脱硝反应系统有SCR催化反应器、喷氨系统、稀释空气供应系统所组成。液氨存储和供应系统有液氨卸料压缩机、液氨储槽、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、氨气稀释槽、废水泵和废水池等。图9-2 SCR脱硝系统组成9.3 SCR工艺流程典型的SCR主要工艺流程为：还原剂即液氨用灌装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中，液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发汽化；汽化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，以达到去除NOX的目的。SCR的基本操作运行主要包含以下几个步骤：（1）氨的准备与储存；（2）氨的蒸发并与预混空气相混合；（3）氨与空气的混合气体在反应器的适当位置喷入烟气系统中，其位置通常在反应器入口附近的烟气管路内；（4）喷入的混合气体与烟气的混合；（5）各反应物向催化剂表面的扩散并进行反应。9.4 SCR工艺系统布置分类根据SCR反应器工作环境，如温度、粉尘浓度的不同，主要有高尘、低尘和尾部布置方式。9.4.1高温高尘布置该布置方式中SCR反应器在省煤器的下游、空气预热器和除尘装置的上游、烟气温度约为350的位置。SCR高温高尘布置工艺系统见图9-3所示。图9-3 高温高尘布置这种布置的优点是进入反应器的烟气温度达到280420，多数催化剂在这个温度范围内有足够的活性。缺点是催化剂在未经除尘的烟气中，寿命会受以下因素影响：（1）飞灰含有Na、K、Ca、Si、As等，使催化剂中毒，受污染；（2）催化剂受飞灰磨损；（3）飞灰是催化剂通道堵塞；（4）烟气温度降低，NH3和SO3反应生成(NH3)SO4，使反应器通道和下游的空气预热器堵塞。为了尽可能延长催化剂的使用寿命，除了应选择合适的催化剂外，还要使反应器通道有足够的空间以防堵塞，同时要有防腐和防磨的措施。9.4.2高温低尘布置当静电除尘器布置在空气预热器的上游时，通常使用低尘SCR系统。如图9-4所示。低尘SCR系统较高尘SCR系统具有更低的成本。图9-4 高温低沉布置高温低尘布置的优点：（1）烟气经静电除尘器后，粉尘浓度降低，可延长催化剂的寿命；（2）独立存在，不影响锅炉的正常运行；（3）氨泄漏量与高温高尘布置方式的相比要少。缺点：（1）烟气通过静电除尘器后，温度会下降；（2）烟气含大量的SO2，催化剂使部分SO2转化为SO3，与泄漏的氨生成具很强腐蚀性的硫酸铵盐；（3）国内运用经验很少，可供参考的工程实例也少。9.4.3低温低尘布置这种布置方式通常将SCR反应器布置在所有的气体排放控制设备之后，此时的烟气经前面的气体控制设备，已经除去了绝大多数对催化剂有害的成分。SCR低温低尘布置工艺系统如图9-5所示。低温低尘布置的优点：（1）烟气经过了除尘脱硫，可采用更大的流速，使催化剂消耗量减少；（2）氨逃逸量与其它布置方式相比是最少的；（3）不会产生SO3，防止二次污染。缺点：（1）烟气经除尘脱硫后，温度降低，低于氨还原NOX反应所需的温度，需要重新加热，增加投资和运行成本；（2）很难找到符合反应条件的催化剂。图9-5 低温低尘布置综上所述，由于高温高尘工艺布置是目前应用最为广泛的一种。在SCR市场中，其占有绝对的优势，国内的脱硝系统几乎采用这种布置方式。以下的设计中采用高温高尘布置方式。9.5 催化剂选择优良的催化剂是SCR技术的关键。催化剂有贵金属和普通金属，贵金属易与硫氧化物反应，又昂贵，工程中不建议采用。常用的金属基催化剂含有氧化矾（V2O5）、氧化钛(TiO2)等，其中V2O5的活性好、表面呈酸性，容易将碱性的NH3捕捉到催化剂表面，其特定的氧化优势有利于将氨和NOX转化为氨水和水，并且工作温度较低(350450)，能在富氧环境下工作，抗中毒能力较强，可负载于Al2O3、SiO2等氧化物中。电厂所用的V2O5催化剂大都是负载在锐钛矿晶型TiO2上的钒氧化物，辅以钨与钼为助催化剂，一般做成蜂窝形状或敷于陶瓷介质上。以下对催化剂的种类进行介绍：按温度分类，可分为三类：高温催化剂，345590；中温催化剂，260380；低温催化剂，80300。目前，国内外SCR系统大多采用高温催化剂，反应温度在280420之间。按原材料分类，有三种类型：贵金属型、金属氧化物型和离子交换的沸石分子筛型。第一类催化剂主要Pt-Rh和Pd贵金属类催化剂，通常以氧化铝等整体式陶瓷作为载体。早期设计的SCR系统中多采用此类催化剂，其对SCR反应有较高的活性，且反应温度较低，缺点是是对NH3