SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）脱硝技术是一种广泛应用于工业废气中氮氧化物（NOx）减排的技术。其基本原理是在一定温度和催化剂的作用下，向含有氮氧化物的废气中喷入氨气（NH₃）作为还原剂，氨气与氮氧化物发生化学反应，将氮氧化物还原为无害的氮气（N₂）和水（H₂O）。
SCR脱硝原理
SCR脱硝的核心原理是利用氨气作为还原剂，在催化剂的作用下，选择性地将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水。这个过程主要涉及以下化学反应：
1. $4NO + 4NH₃ + O₂ \rightarrow 4N₂ + 6H₂O$
2. $6NO₂ + 8NH₃ \rightarrow 7N₂ + 12H₂O$
3. $NO + CO（NH₂）₂ + \frac{1}{2}O₂ \rightarrow 2N₂ + CO₂ + H₂O$
这些反应在较低的温度下（通常为150~450℃）进行，催化剂的存在显著降低了还原反应的活化能，使得NOx能够高效地与氨发生反应。
SCR脱硝工艺
SCR脱硝工艺主要包括以下几个步骤：
还原剂的注入：
氨气或尿素作为还原剂，通过专门的系统（如氨蒸发器、稀释风机和喷氨格栅）均匀喷入烟气流中。
烟气的预处理：
烟气从锅炉或其他燃烧设备的排放口流出，经过初步的降温或除尘处理（如省煤器和静电除尘器），在SCR反应器之前，烟气的温度要调整至适合催化还原反应的范围。
混合与催化反应：
在SCR反应器内部，氨与烟气充分混合，还原剂NH₃与烟气中的氮氧化物在负载有特定催化剂的催化床层中相遇并发生反应。
反应后处理与排放：
经过催化床层反应后的烟气，其NOx浓度大大降低，随后会继续通过后续的空气预热器、除尘器、引风机以及可能存在的湿法脱硫装置等进一步处理，最终达到环保排放标准后排出烟囱。
SCR脱硝系统组成
SCR脱硝系统通常由以下几部分组成：
氨气供应系统：
负责氨气的储存、蒸发和供应。
氨气喷射系统：
包括氨蒸发器、稀释风机和喷氨格栅，用于将氨气均匀喷入烟气中。
催化反应器：
包含催化剂床层，用于促进氨气与烟气中氮氧化物的反应。
后续处理单元：
包括空气预热器、静电除尘器、引风机和脱硫装置等，用于进一步处理处理后的烟气。
工艺设计要点
催化剂的选择和布置：
根据烟气条件、脱硝效率要求和成本等因素选择合适类型、规格和数量的催化剂，并合理布置在反应器内，确保烟气与催化剂充分接触。
反应温度窗口：
确定适宜的反应温度范围，以保证脱硝反应的高效进行。
氨的喷射系统：
设计合理的氨喷射装置，使氨与烟气均匀混合，提高脱硝效率，同时避免氨的逃逸过量。
烟气速度分布：
优化烟道和反应器的设计，使烟气在反应器内的速度分布均匀，避免局部流速过高或过低，影响脱硝效果和催化剂寿命。
通过以上步骤和系统组成，SCR脱硝技术能够有效地降低烟气中的NOx排放，满足环保要求。