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[摘 要]环境保护是我国重要任务。目前我国环境问题日趋严重化，重工业的发展及汽车的大量使用使大量有害气体排放，严重污染大气环境。我国针对大气污染研究良好的解决途径——选择性催化还原烟气脱硝技术的应用，其应用不仅能够改善空气重量，改善大气环境，还能够避免大气污染给我国带来的严重损害。经过其在大气中与有害气体后发生化学反应后将有害气体进行转化，来改善空气质量。虽然这一技术目前在我国应用还不够广泛；其技术性高，资金投入大，想要大范围应用必须得到国家及人类的全面重视。共同促进空气质量的改善，保证选择性催化还原烟气脱硝技术的应用起到最大的作用，有效控制大气污染情况。
[摘 要]环境保护 催化还原 脱硝技术 大气污染
中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0189-01
前言：选择性催化还原烟气脱硝技术的应用主要在一些发达国家广泛应用；其应用需要较高的技术水平以及大量的资本投入。目前，我国也相应引进这一技术，并进行广泛的应用。环境保护尤为重要，环境污染不仅包括对生态环境的污染及破坏，还包括大气的污染。大气污染会造成空气质量严重下降，形成雾霾等空气污染严重情况，对于人类生活、交通运输、各产业正常运作等受到严重的阻碍。
选择性催化还原烟气脱硝技术的应用能够及时改善空气污染严重的问题，提高空气质量，保障人类的正常运行。同时，经过选择性催化还原烟气脱硝技术的应用还能够有效的控制有害气体的排放，减少排放量，控制大气污染严重情况的产生。
1.SCR烟气脱硝技术
1.1 原理
SCR技术是还原剂（电厂主要用NH3）在催化剂作用下，将NOx还原为对大气环境影响不大的氮气和水。“选择性”是指氨有选择地进行还原反应，在这里它只选择还原Nox。反应原理如图1所示：图1，SCR反应原理。
1.2 工藝流程
NH3与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂（如V2O5-TiO2）的反应器，NOx与NH3在其中发生还原反应，生成N2和H2O。反应器中的催化剂分上下多层（一般为3～4层）有序放置。SCR工艺的核心装置是脱氮反应器，图2为典型的脱氮反应器的结构。根据反应器安装位置的不同，SCR有3种布置方式：高含尘烟气段布置、低含尘烟气段布置及尾部烟气段布置。反应器置于空气预热器之前是高含尘烟气段布置，这种方式的优点在于烟气能直接满足反应温度。但是，高含尘烟气易堵塞催化剂微孔，烟气中的砷还会导致催化剂中毒而失活。低含尘烟气段布置是把反应器安装在电除尘器之后。它虽然避免了前者的缺陷，但烟气经电除尘器除尘后必须重新加热升温，导致能耗增加。尾部烟气段布置是把反应器放置在电除尘器和脱硫装置之后。究竟采用哪种安装方式，应视燃料的种类、燃烧方式以及烟气中的含尘量而定。
1.3 运行控制
SCR系统在运行中应特别注意以下问题：（1）催化剂活性。催化剂是SCR技术的核心。它们一般被做成板型或蜂窝型，并且组合成尺寸约为2m*1m*1m的模块。许多化学反应都发生在催化剂上。SCR系统的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命，其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂的失活主要有化学失活和物理失活。典型的SCR催化剂化学失活主要是由砷、碱金属、金属氧化物等引起的催化剂中毒。砷中毒是烟气中的气态三氧化二砷与催化剂结合引起的。碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物如MgO、CaO、Na2O、K2O等使催化剂中毒，主要是中和催化剂表面吸附的SO3生成硫化物而造成的。催化剂物理失活主要是指由于高温烧结、磨损和固化微粒沉积堵塞而引起催化剂活性损坏。煤的特性对催化剂的组成、毛细孔尺寸、孔隙和体积有很大影响，并影响到催化剂的寿命。（2）合适的反应温度。不同的催化剂具有不同的适宜温度范围（称为温度窗口）。对于特定的一种催化剂，其温度窗口是一定的。当反应温度低于温度窗口的最低温度，在催化剂上将出现副反应。氨分子与SO3和H2O反应生成（NH4）2SO4或NH4HSO4，减少了与NOx的反应，生成物附着在催化剂表面，引起污染积灰并堵塞催化剂的通道和微孔，从而降低催化剂的活性。另外，如果工作温度高于反应温度窗口，催化剂通道与微孔发生变形，导致有效通道和面积减少，从而使催化剂失活。温度越高催化剂失活速度越快。（3）适当的氨气输入量及与烟气的均匀混合。对NH3输入量的调节必须既保证NOx的脱除效率，又保证较低的氨逸出量。由于烟气通过空气预热器后温度迅速下降，多余的NH3会与烟气中的SO2、SO3等反应形成铵盐，导致烟道积灰与腐蚀。
3.对我国火电厂采用SCR技术的几点建议：
选择性催化还原烟气脱硝技术的应用，能够改善目前我国存在的与环境严重污染的现象，避免由于环境污染给人类生产生活带来的影响以及人类的生命安全。经资料分析，我国大气环境的污染程度日益严重；在城区间经常出现雾霾等现象，能见度非常低，严重影响交通运输及人类安全。经过对我国各个城市的分析发现，我国大部分城市受大气污染的情况严重，空气质量达不到合格的标准，并且严重超标。大气污染给国家及人类以思考，必须投入大量资金进行空气质量的改善，引进更加多元化的技术进行空气的治理。必须将选择性催化还原烟气脱硝技术的应用大量推广并使用，严格控制环境污染问题。以下是针对我国大气污染严重问题的几点建议：
（1）SCR与其他脱硝技术联合应用的研究无论是在设备投资还是在运行成本方面，SCR脱硝工艺都显得十分昂贵，因此，降低脱硝费用就变得非常重要。大量资料说明，SCR与其他脱硝技术的联合应用可以在满足日益严格的NOx排放标准的同时，减少所需费用。SCR和燃烧控制的组合是世界上烟气脱硝技术领先的国家应用最多的联合脱硝措施。鉴于目前我国很多大型机组都已应用了燃烧控制NOx排放技术，具备了应用这种组合技术的初步基础。建议我国对这一组合进行重点研究。（2）低温催化剂的研究开发高温催化剂往往要求对烟气加热，从而造成运行费用的提高。开发低温催化剂可以降低SCR系统的运行成本，是符合我国国情、有利于SCR技术在我国推广的研究课题。（3）我国煤种对SCR系统影响的研究煤种对SCR系统的设计和运行有着十分重要的影响，研究我国火电厂所燃用的不同煤种对SCR系统的影响是摆在我们面前的又一个任务，是SCR技术在我国实施必须解决的一个关键问题。（4）建立示范工程进行现场研究通过示范工程掌握进一步的实际技术资料，是我国在引进和推广新技术中普遍采用的一个成功做法。因此，建议主管部门尽早启动SCR示范工程，为摸索第一手资料提供研究平台。
总结：
根据对选择性催化还原烟气脱硝技术的应用技术的研究，总结出对于Nox技术的燃烧与控制技术的创新性研究，还应该将SCR技术进行技术改善及大规模的应用。使选择性催化还原烟气脱硝技术的应用情况在我国顺利开展，控制不良气体的排放以及对于减少有害气体的污染情况，保证我国环境保护的进行，改善大气环境。有利于国家建设及人类生命财产的安全，使环境具有可持续发展性。
参考文献
[1] 马双忱，金鑫，孙云雪，崔基伟.SCR烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J].热力发电.2010（08）.
[2] 曲兵，刘盛余，徐园园，邱伟，能子礼超，陆成伟.鼓泡反应器中液相络合催化同时脱硫脱硝的研究[J].环境工程学报.2012（02）.
[摘 要]环境保护 催化还原 脱硝技术 大气污染
中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0189-01
前言：选择性催化还原烟气脱硝技术的应用主要在一些发达国家广泛应用；其应用需要较高的技术水平以及大量的资本投入。目前，我国也相应引进这一技术，并进行广泛的应用。环境保护尤为重要，环境污染不仅包括对生态环境的污染及破坏，还包括大气的污染。大气污染会造成空气质量严重下降，形成雾霾等空气污染严重情况，对于人类生活、交通运输、各产业正常运作等受到严重的阻碍。
选择性催化还原烟气脱硝技术的应用能够及时改善空气污染严重的问题，提高空气质量，保障人类的正常运行。同时，经过选择性催化还原烟气脱硝技术的应用还能够有效的控制有害气体的排放，减少排放量，控制大气污染严重情况的产生。
1.SCR烟气脱硝技术
1.1 原理
SCR技术是还原剂（电厂主要用NH3）在催化剂作用下，将NOx还原为对大气环境影响不大的氮气和水。“选择性”是指氨有选择地进行还原反应，在这里它只选择还原Nox。反应原理如图1所示：图1，SCR反应原理。
1.2 工藝流程
NH3与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂（如V2O5-TiO2）的反应器，NOx与NH3在其中发生还原反应，生成N2和H2O。反应器中的催化剂分上下多层（一般为3～4层）有序放置。SCR工艺的核心装置是脱氮反应器，图2为典型的脱氮反应器的结构。根据反应器安装位置的不同，SCR有3种布置方式：高含尘烟气段布置、低含尘烟气段布置及尾部烟气段布置。反应器置于空气预热器之前是高含尘烟气段布置，这种方式的优点在于烟气能直接满足反应温度。但是，高含尘烟气易堵塞催化剂微孔，烟气中的砷还会导致催化剂中毒而失活。低含尘烟气段布置是把反应器安装在电除尘器之后。它虽然避免了前者的缺陷，但烟气经电除尘器除尘后必须重新加热升温，导致能耗增加。尾部烟气段布置是把反应器放置在电除尘器和脱硫装置之后。究竟采用哪种安装方式，应视燃料的种类、燃烧方式以及烟气中的含尘量而定。
1.3 运行控制
SCR系统在运行中应特别注意以下问题：（1）催化剂活性。催化剂是SCR技术的核心。它们一般被做成板型或蜂窝型，并且组合成尺寸约为2m*1m*1m的模块。许多化学反应都发生在催化剂上。SCR系统的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命，其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂的失活主要有化学失活和物理失活。典型的SCR催化剂化学失活主要是由砷、碱金属、金属氧化物等引起的催化剂中毒。砷中毒是烟气中的气态三氧化二砷与催化剂结合引起的。碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物如MgO、CaO、Na2O、K2O等使催化剂中毒，主要是中和催化剂表面吸附的SO3生成硫化物而造成的。催化剂物理失活主要是指由于高温烧结、磨损和固化微粒沉积堵塞而引起催化剂活性损坏。煤的特性对催化剂的组成、毛细孔尺寸、孔隙和体积有很大影响，并影响到催化剂的寿命。（2）合适的反应温度。不同的催化剂具有不同的适宜温度范围（称为温度窗口）。对于特定的一种催化剂，其温度窗口是一定的。当反应温度低于温度窗口的最低温度，在催化剂上将出现副反应。氨分子与SO3和H2O反应生成（NH4）2SO4或NH4HSO4，减少了与NOx的反应，生成物附着在催化剂表面，引起污染积灰并堵塞催化剂的通道和微孔，从而降低催化剂的活性。另外，如果工作温度高于反应温度窗口，催化剂通道与微孔发生变形，导致有效通道和面积减少，从而使催化剂失活。温度越高催化剂失活速度越快。（3）适当的氨气输入量及与烟气的均匀混合。对NH3输入量的调节必须既保证NOx的脱除效率，又保证较低的氨逸出量。由于烟气通过空气预热器后温度迅速下降，多余的NH3会与烟气中的SO2、SO3等反应形成铵盐，导致烟道积灰与腐蚀。
3.对我国火电厂采用SCR技术的几点建议：
选择性催化还原烟气脱硝技术的应用，能够改善目前我国存在的与环境严重污染的现象，避免由于环境污染给人类生产生活带来的影响以及人类的生命安全。经资料分析，我国大气环境的污染程度日益严重；在城区间经常出现雾霾等现象，能见度非常低，严重影响交通运输及人类安全。经过对我国各个城市的分析发现，我国大部分城市受大气污染的情况严重，空气质量达不到合格的标准，并且严重超标。大气污染给国家及人类以思考，必须投入大量资金进行空气质量的改善，引进更加多元化的技术进行空气的治理。必须将选择性催化还原烟气脱硝技术的应用大量推广并使用，严格控制环境污染问题。以下是针对我国大气污染严重问题的几点建议：
（1）SCR与其他脱硝技术联合应用的研究无论是在设备投资还是在运行成本方面，SCR脱硝工艺都显得十分昂贵，因此，降低脱硝费用就变得非常重要。大量资料说明，SCR与其他脱硝技术的联合应用可以在满足日益严格的NOx排放标准的同时，减少所需费用。SCR和燃烧控制的组合是世界上烟气脱硝技术领先的国家应用最多的联合脱硝措施。鉴于目前我国很多大型机组都已应用了燃烧控制NOx排放技术，具备了应用这种组合技术的初步基础。建议我国对这一组合进行重点研究。（2）低温催化剂的研究开发高温催化剂往往要求对烟气加热，从而造成运行费用的提高。开发低温催化剂可以降低SCR系统的运行成本，是符合我国国情、有利于SCR技术在我国推广的研究课题。（3）我国煤种对SCR系统影响的研究煤种对SCR系统的设计和运行有着十分重要的影响，研究我国火电厂所燃用的不同煤种对SCR系统的影响是摆在我们面前的又一个任务，是SCR技术在我国实施必须解决的一个关键问题。（4）建立示范工程进行现场研究通过示范工程掌握进一步的实际技术资料，是我国在引进和推广新技术中普遍采用的一个成功做法。因此，建议主管部门尽早启动SCR示范工程，为摸索第一手资料提供研究平台。
总结：
根据对选择性催化还原烟气脱硝技术的应用技术的研究，总结出对于Nox技术的燃烧与控制技术的创新性研究，还应该将SCR技术进行技术改善及大规模的应用。使选择性催化还原烟气脱硝技术的应用情况在我国顺利开展，控制不良气体的排放以及对于减少有害气体的污染情况，保证我国环境保护的进行，改善大气环境。有利于国家建设及人类生命财产的安全，使环境具有可持续发展性。
参考文献
[1] 马双忱，金鑫，孙云雪，崔基伟.SCR烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J].热力发电.2010（08）.
[2] 曲兵，刘盛余，徐园园，邱伟，能子礼超，陆成伟.鼓泡反应器中液相络合催化同时脱硫脱硝的研究[J].环境工程学报.2012（02）.