SCR脫硝系統用于減少煙氣燃燒過程中NO_X排放量(脫硝)，該系統目前應用在生活垃圾焚燒項目的案例不多。隨著我國《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485—2014)于2016年7月1日開始執行，NO_X排放指標提高到不高于日均值250mg/m³，SCR脫硝系統才開始逐步地在生活垃圾焚燒煙氣處理系統中得到推廣應用。介紹國內較早用于某生活垃圾焚燒發電廠中的SCR脫硝系統工藝及噴氨自動控制的相關技術，希望能為生活垃圾焚燒過程中減少NO_X排放、改善環境質量有所幫助。

　　1生活垃圾焚燒煙氣處理系統

　　生活垃圾焚燒技術跟垃圾填埋及垃圾發酵堆肥相比有很多優點，是實現垃圾無害化、減容化、資源化處理最為有效的方法。垃圾焚燒技術在發達國家已經十分成熟，近些年，隨著我國環境保護工作日益發展，垃圾焚燒技術在國內已經開始了應用。

　　生活垃圾焚燒煙氣中的污染物可分為顆粒物(粉塵)、酸性氣體(HCL，HF，SO_X和NO_X)重金屬(HG，PB和CR等)和有機劇毒性污染物(二噁英、呋喃等)等4大類。為了防止垃圾焚燒過程中對環境產生二次污染，必須采取嚴格的措施，利用煙氣處理系統控制垃圾焚燒煙氣污染物的排放。

　　目前生活垃圾焚燒煙氣處理系統一般由一個主體凈化工藝，如：半干法、干法、濕法、再輔以NO_X凈化系統(脫硝)及活性碳噴射吸附組成。

　　2垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝系統工藝

　　生活垃圾焚燒煙氣中NO_X的凈化系統，一般采用還原法即利用催化劑或高溫等條件來提高、加速煙氣中NO_X物與還原劑(NH₃、尿素)的還原反應，還原成無污染的氮氣和水，從而達到凈化NO_X污染物。還原法又根據是否采用催化劑分為SNCR及SCR。

　　SNCR還原法是不采用催化劑的情況下，用還原劑(NH₃、尿素)直接與煙氣中的NO_X物在高溫下進行還原反應。特點：不使用催化劑，但還原反應所需的溫度高，以還原劑為氨為例，最佳反應溫度為(900～1100)℃，直接向焚燒爐內噴氨，也可以直接使用尿素溶液。

　　該方法缺點：①脫硝效率低(30%～50%);②由于垃圾焚燒爐內溫度控制不穩定會直接影響到SNCR運行的可靠性和穩定性。

　　SCR還原法與SNCR還原法不同，是還原劑(NH₃、尿素)在催化劑作用下，選擇性的與煙氣中的NO_X物進行還原反應，生成N₂和H₂O，而不是被O₂所氧化，故稱為“選擇性”，最佳反應溫度由所采用的催化劑活性溫度范圍所確定。SCR法與SNCR法比較有一定的優點。

　　SCR脫硝還原法的主要化學反應方程式：

　　①4NO+4NH₃+O₂=4N₂+6H₂O;②4NH₃+2NO₂+O₂=3N₂+6H₂O。

　　在SCR脫硝系統中，主要發生的是方程式1反應，因此噴氨量的多少由方程1來確定。

　　從方程1可以得出：NH₃與NO_X摩爾比為1，煙氣排放連續監測系統CEMS所實測的只是NO濃度，因為焚燒煙氣NO_X中，NO占95%，NO₂占5%，依據NO的濃度，經過計算可以得出NO_X的濃度，一般情況下，為了確保噴入足夠的氨量與NO_X進行反應，同時又為了確保多余逃逸的氨量不超過排放指標，依據相關設計經驗，在計算噴氨量時，NH₃與NO_X摩爾比一般取值為1.03，即1.03個NH₃分子與1個NO_X分子發生反應。

　　某垃圾焚燒發電項目中SCR脫硝工藝系統如圖1所示，項目采用日本某公司的中低溫催化劑，活性溫度范圍230℃±10℃，SCR脫硝系統的還原劑采用25%的氨水。氨水自SCR脫硝系統進口煙道經過專用噴***噴入煙道中，與煙氣充分均勻混合。

圖1某垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝系統工藝

　　焚燒爐省煤器出口的煙氣經過半干法脫酸及布袋除塵器后，經過煙氣—煙氣換熱(GasGasHeater，GGH)及蒸汽—煙氣換熱(SteamGasHeater，SGH)將進入SCR催化劑層的煙氣加熱到催化劑活性溫度范圍，煙氣中的NO_X與噴入的氨水中的NH₃在催化劑表面發生催化還原反應，生成N₂和H₂O以達到脫除煙氣中NO_X。本項目SCR脫硝系統主要設備技術參數見表1～表4。

表 1 煙氣—煙氣換熱器(GGH)設計參數

表 2 蒸汽—煙氣換熱器(SGH)設計參數

表 3 催化劑

　　3垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝系統噴氨自動控制

　　垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝系統的自動控制主要有進口煙氣溫度控制及噴氨自動控制等。進口煙氣溫度控制主要通過控制SGH(蒸汽—煙氣管式換熱器)蒸汽流量，使SCR進口煙氣溫度達到催化劑活性溫度范圍230℃±10℃，SGH的換熱后疏水回至全廠中壓疏水擴容器。噴氨自動控制是SCR脫硝系統自動控制系統的關鍵，也是SCR脫硝系統投運穩定運行，確保煙氣處理系統出口煙氣NO_X達標排放的重要手段。

　　某垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝系統噴氨自動控制系統如圖2所示。

圖 2 某垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝噴氨自動SAMA

　　噴氨自動控制實質上是2個PID串級氨水調節閥：主PID利用鍋爐負荷及省煤器出口NO_X及煙囪出口NO_X的設定值，通過相關數學公式計算得出需噴入的氨量值，并與系統實測的噴氨量比較，調節噴氨調節閥，使實際噴氨量與所需量一致，控制噴入SCR脫硝系統的還原劑氨量;副PID是通過煙囪出口NO_X的設定值及煙囪出口實測的NO_X的比較，經PID運算計算輸出(輸出控制在0.7～1.3)，這個輸出值用來對主PID中的理論計算需噴入的氨量值進行修正。

　　通過兩個串級PID的自動調節，可以確保垃圾焚燒煙氣處理SCR脫硝系統噴氨量隨鍋爐負荷、省煤器出口NO_X、煙囪出口NO_X及DCS畫面設定的NO_X排放值等各種因素的變換而自動調節，以完成依據排放標準而控制NO_X的目的，同時可以兼顧SCR脫硝系統的氨逃逸指標。

　　4結束語

　　伴隨著我國環境治理工作的不斷加強，相信在不久的將來，做為本身就是環保項目的生活垃圾焚燒項目，焚燒煙氣的排放指標會得到不斷的提高，SCR脫硝系統會很快的在垃圾焚燒項目中得到推廣應用，希望本文的相關技術的探討能對本領域的參與者提供參考。