1引言
  目前，減少NOx排放的措施主要分為兩大類：燃燒控制和燃燒后脫硝。燃燒控制主要采用低NOx燃燒器、燃料再燃燒等手段來減少NOx的生成；燃燒后脫硝主要包括選擇性催化脫硝（SCR）、非選擇性催化脫硝（SNCR）等。SCR由于有較高的脫硝效率（zui高可達90％以上），自20世紀80年代以來開始逐漸應用于燃煤鍋爐，特別是在那些對NOx排放有嚴格要求的國家，如日本、德國、北歐等。 
  2 SCR化學機理和工藝布置
  2.1 SCR化學反應機理
  SCR的化學反應機理比較復雜，但主要的反應是NH3在一定的溫度和催化劑作用下，有選擇地把煙氣中的NOx還原為N2，其過程涉及到數(shù)十個反應方程，但主要的反應過程可用以下方程來表示：
    主反應方程式：
    

    副反應方程式：
    

    2.2 SCR工藝布置
    催化劑反應器在鍋爐煙道中的布置有三種可能方案：
    ①鍋爐省煤器后，空氣預熱器前溫度約為350℃左右的位置

  這種布置的優(yōu)點是進入反應器的煙氣溫度達到300～500℃，多數(shù)催化劑在這個溫度范圍內有足夠的活性，煙氣不需要再熱即可獲得較好的脫硝效果。但催化劑處于高塵煙氣中，催化劑的壽命會受到一些影響：飛灰中的K、Na、Ca、Si、As等微量元素會使催化劑污染造成中毒；飛灰磨損反應器并使蜂窩狀催化劑堵塞；煙氣溫度過高會使催化劑燒結或失效。所產生的NH3逃逸會影響后面的設備。在現(xiàn)有機組上加裝SCR，受可利用場地的限制，采用該布置會有一定困難。
   ②布置在靜電除塵器和空氣預熱器之間

  該法由于靜電除塵器無法在300～400℃溫度下正常工作，因此很少采用。
   ③布置在FGD之后

  當鍋爐尾部煙道裝有濕法脫硫裝置(FGD)時，可將催化劑反應器裝于FGD之后，使催化劑工作在無塵、無SO2的煙氣中，催化劑活性高，反應器布置緊湊，但由于煙氣溫度低（50～60℃），難以達到催化劑的工作溫度，因此，須在煙道內加裝燃油或燃氣的燃燒器，或蒸汽加熱器來加熱煙氣，從而增加廠能源消耗和運行費用。
  3主要設備
  選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)中主要設備包括：SCR反應器、催化劑、脫硝劑的貯存、制備、運輸和供應等。
  3.1 SCR反應器
  SCR反應器是由鋼板構成，里面填充有催化劑，截面成矩形，被固定在中心并向外膨脹，從而獲得zui小的水平位移。煙氣水平進入反應器的頂部并且垂直地通過反應器，均流器安裝在煙道上，催化劑層由板式結構的構架支撐。為防止催化劑層積灰，在每層催化劑上裝有吹灰器。
  3.2 催化劑
  催化劑的壽命決定著SCR系統(tǒng)的運行成本。催化劑置換費用約占系統(tǒng)總價的50％。目前催化劑的壽命一般1～2a。為避免催化劑中毒，對低硫煤和中硫煤，目前的催化劑的反應溫度在315～400℃為宜，對高硫煤在342～400℃為宜，催化劑中毒將會降低它的性能。
  SCR催化劑由陶瓷支架和活性成分（氧化釩、氧化鈦，有時候還有鎢等金屬氧化物）組成?，F(xiàn)在使用的催化劑形狀主要有兩種：蜂窩型和板型。蜂窩型常采用預制成型的陶瓷作為基材，活性成分填充在蜂窩孔中或涂刷在基質上。板型則在預制支撐材料外涂刷催化劑活性成分。從性能角度看，這兩種催化劑各有特點，具體見表1。
   

  3.3脫峭劑的貯存、制備、運輸和供應
  在SCR系統(tǒng)中，是靠氨和NOx反應來達到脫硝的目的。制氨一般有三種方法：尿素法、純氨法、氨水法。
  氨系統(tǒng)的三種方法中，使用尿素制氨的方法zui安全，但是，其投資、運行總費用zui高；純氨的運行、投資費用zui低，但是純氨的存儲需要較高的壓力，安全性要求較高。氨水介于兩者之間。純氨法應用廣泛，貯運量小，有利于布置，在日本和中國臺灣應用廣泛，在歐洲根據(jù)不同地區(qū)的情況三種方法均有應用。由于國內電廠生產管理水平較高，預計純氨系統(tǒng)將成為國內脫硝工程的。
  4主要設計技術指標
  選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)的主要性能指標如表2所示。

  5影響SCR脫硝技術的幾個關鍵因素
  5.1催化劑
  催化劑是SCR系統(tǒng)中的主要設備，其成分組成、結構、壽命及相關參數(shù)直接影響SCR系統(tǒng)的脫硝效率及運行狀況。在相同條件下，反應器中催化劑體積越大，NO、的脫除率越高同時氨的逸出量也越少，然而SCR工藝的費用也會顯著增加。催化劑的體積也取決于催化劑的可靠壽命，因為催化劑的壽命受很多不利因素的影響，如中毒和固體物的沉積等。催化劑的初投資成本約占項目投資的50%,催化劑的壽命決定著SCR系統(tǒng)的運行成本，因此催化劑的性能在SCR脫硝技術中是很關鍵的因素。一般要求催化劑滿足以下幾個有關條件：
   (1)在較低的溫度下和較寬的溫度范圍內，具有較高的活性；
   (2)具有較高的選擇性；
   (3)具有較高的抗化學性能（SO2、HCI、Na2O、K2O、As）；
   (4)在較大的溫度波動下，有較好的熱穩(wěn)定性；
   (5)機械穩(wěn)定性好，耐沖刷磨損；
   (6)壓力損失低，使用壽命長。
  5.2反應溫度
  不同的催化劑，其適宜的反應溫度不同。反應溫度不僅決定反應物的反應速度，而且決定催化劑的反應活性。煙氣溫度低于催化劑的反應溫度時，氨分子與SO3和H2O反應生成（NH4）2SO4或NH4HSO4，減少了與NOx的反應，而且生成物附著在催化劑表面，易引起污染積灰進而堵塞催化劑的通道和微孔，降低催化劑的活性和脫硝效率。煙氣溫度高于其反應溫度時，催化劑通道與微孔發(fā)生變形，導致有效通道和面積減少，加速催化劑的老化，另外，溫度過高還會使NH3直接轉化為NOx。目前的SCR系統(tǒng)大多設定在320～420℃之間。
  5.3煙氣在反應器內的空間速度
  空間速度是SCR的一個關鍵設計參數(shù)，它是煙氣（標準溫度和壓力下的濕煙氣）在催化劑容積內的停留時間尺度。
  空間速度大，煙氣在反應器內的停留時間短，將導致NOx與NH3的反應不充分，NOx的轉化率低，氨的逃逸量大，同時煙氣對催化劑骨架的沖刷也大。但若煙氣流速過小，所需的SCR反應器的空間增大，催化劑和設備不能得到充分利用，不經濟?？罩邓俣仍谀撤N程度上決定反應是否*，同時也決定著反應器的沿程阻力。
  5.4適當?shù)姆諝廨斎肓考芭c煙氣的均勻混合
  NH3輸入量必須既保證SCR系統(tǒng)NOx的脫除效率，又保證較低的氨逸出率。只有氣流在反應器中速度分布均勻，流動方向調整得當，NOx轉化率、氨逃逸率和催化劑的壽命才能得以保證。采用合理的噴嘴格柵，并為氨和煙氣提供足夠長的混合煙道，是使氨和煙氣均勻混合的有效措施，可以避免由于氨和煙氣的混合不均所引起的一系列問題。
  6結語
  隨著我國燃煤電廠煙塵，SO2等大氣污染物逐步得到控制與治理，對NOx污染的控制與排放標準將會日趨嚴格。從目前國內已投入使用的SCR裝置運行情況來看，各項性能指標都達到甚至超過了設計要求，表明這是一種技術成熟、運行可靠的脫硝工藝。為了使這一技術在我國盡快得到應用，可以從以下兩方面開展研究工作：
   (1)SCR與其他脫硝技術聯(lián)合應用的研究
  無論是在設備投資還是在運行成本方面，SCR脫硝工藝都顯得十分昂貴，因此，降低脫硝費用就變得非常重要。例如：SCR和燃燒控制的組合是世界上煙氣脫硝技術的國家應用zui多的聯(lián)合脫硝措施。鑒于目前我國很多大型機組都已應用了燃燒控制NOx排放技術，具備了應用這種組合技術的初步基礎，對這一組合進行的研究將是一個重要的方向。
   (2)低溫、低成本催化劑的研究開發(fā)
  高溫催化劑往往要求對煙氣加熱，從而造成運行費用的提高。開發(fā)低溫催化劑可以降低SCR系統(tǒng)的運行成本，是符合我國國情、有利于SCR技術在我國推廣的研究課題。