尿素脫硝（Urea-Based Selective Catalytic Reduction,?Urea-SCR）是一種利用尿素溶液作為還原劑，在催化劑作用下將煙氣中的氮氧化物（NOx）轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓∟?）和水（H?O）的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、船舶發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的尾氣處理。其核心設(shè)備組成如下：
1. 尿素溶液儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)
- 尿素儲(chǔ)罐：存儲(chǔ)尿素溶液（通常為40%~50%濃度的車用尿素溶液，即AdBlue）。
- 輸送泵：將尿素溶液從儲(chǔ)罐輸送至計(jì)量系統(tǒng)。
- 加熱裝置：防止尿素溶液在低溫下結(jié)晶（需維持溫度在0℃以上）。
2. 尿素溶液計(jì)量與噴射系統(tǒng)
- 計(jì)量模塊：精確控制尿素溶液的噴射量（根據(jù)NOx濃度、煙氣流量等參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)）。
- 噴射器（噴嘴）：將尿素溶液霧化后噴入煙氣管道或混合區(qū)。
- 壓縮空氣系統(tǒng)：輔助霧化尿素溶液（部分系統(tǒng)采用空氣輔助噴射）。
3. 熱解/水解反應(yīng)系統(tǒng)
尿素溶液需分解為**氨氣（NH?）**才能參與SCR反應(yīng)，根據(jù)工藝不同分為：
- 熱解爐（Decomposition Chamber）：
尿素溶液在高溫（300~500℃）下熱解為NH?和異氰酸（HNCO），需配套加熱器或利用煙氣余熱。
- 水解反應(yīng)器：
在催化劑作用下，尿素溶液水解為NH?和CO?（適用于低溫場景）。
4. 混合與均布系統(tǒng)
- 靜態(tài)混合器/導(dǎo)流板：確保氨氣與煙氣均勻混合，避免局部濃度過高或過低。
- 噴氨格柵（AIG, Ammonia Injection Grid）：多噴嘴設(shè)計(jì)，優(yōu)化氨氣分布。
5. SCR反應(yīng)器（核心設(shè)備）
6. 控制系統(tǒng)
- PLC/DCS控制柜：
實(shí)時(shí)監(jiān)測NOx濃度、溫度、流量等參數(shù)，調(diào)節(jié)尿素噴射量。
- CEMS（煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)）：
反饋脫硝效率，優(yōu)化運(yùn)行。
7. 輔助設(shè)備
- 稀釋水系統(tǒng)（可選）：用于調(diào)節(jié)尿素溶液濃度。
- 廢液回收裝置：處理設(shè)備沖洗或泄漏的尿素溶液。
- 保溫與伴熱系統(tǒng)：防止管道和設(shè)備低溫結(jié)晶。
關(guān)鍵注意事項(xiàng)
- 溫度控制：SCR反應(yīng)需適宜溫度，煙氣溫度過低需加熱，過高可能損壞催化劑。
- 氨逃逸：過量氨氣會(huì)形成二次污染，需嚴(yán)格控制噴射量。
- 催化劑壽命：定期檢測催化劑活性，防止中毒（如砷、堿金屬）或堵塞。
簡化流程示意圖
尿素儲(chǔ)罐 → 輸送泵 → 計(jì)量模塊 → 噴射器 → 熱解/水解 → 氨氣混合 → SCR反應(yīng)器 → 凈化煙氣
此系統(tǒng)通過精準(zhǔn)控制實(shí)現(xiàn)高效脫硝，需根據(jù)具體工況（如煙氣成分、溫度）設(shè)計(jì)設(shè)備參數(shù)。