1.4.1. Селективное каталитическое восстановление оксидов азота

Процесс основан на селективном протекании хи­мической реакции оксидов азота с аммиаком: 4NH₃ + 4NO + О₂ = 4N₂ + 6Н₂О.

Схема реактора с загруженными слоями катализа­тора и системой раздачи аммиака показана на рис. 3. Дымовые газы проходят через сотовый или пластинчатый катализатор, где при температуре 300  400 °С каталитический эффект проявляется при поперечной диффузии NO и NH₃ к поверхности ката­лизатора.

На нескольких пылеугольных котлах в Европе и США внедрен метод СКВ, разработанный датской фирмой Хальдер Топсе АО. Эта же фирма поставляет катализаторы для своих установок, известных под названием DENOX.

Рис. 3. Система DENOX фирмы Хальдер Топсе АО

1  Дымовой газ; 2  датчики расхода; 3  датчики nOx; 4  блок управления технологическим процессом; 5  емкость nh3; 6  воздух; 7  реактор denox; 8  чистый газ

Впрыск аммиака или мочевины в очищаемый газ перед реактором DENOX производится инжекционной системой с большим числом форсунок или более простой инжекционной трубой, устанавливаемой за статическим смесителем. Этим достигается равно­мерное соотношение NH₃/NO_x по сечению газохода на входе в реактор. Равномерное распределение газа по сечению реактора DENOX обеспечивается на­правляющими лопатками, установленными на входе в реактор. В случае, когда очищаемый газ имеет су­щественную запыленность, в дополнение к направ­ляющим лопаткам устанавливается выправляющая решетка для минимизации заноса пылью верхней части катализатора и его эрозии. Для увеличения срока службы катализатора реактор, как правило, конструируется, по крайней мере, с одной пустой до­полнительной полкой для катализатора, которая позднее может быть загружена дополнительным сло­ем катализатора с целью компенсации нормальной дезактивации первого слоя катализатора.

Реактор DENOX представляет собой жесткую сварную конструкцию, выполненную из листовой уг­леродистой или низколегированной стали. Конструк­тивно реактор может быть выполнен вертикальным и горизонтальным. Для котельных установок разработа­ны варианты схемных решений установки DENOX:

• за экономайзером (для газомазутных котлов, а так­же для пылеугольных с низким содержанием золы);

• после электрофильтра или после сероочистки (для высокосернистых топлив и углей с высоким со­держанием золы).

Смонтированные установки очищают дымовые газы с расходом от 2000 до 2 500 000 нм³/ч.

Большое значение имеет конструкция собственно решетки катализатора: она должна обеспечивать свободный проход газа с малым сопротивлением, при этом не должны создаваться условия для отложения золы. Важное значение имеет объем катализатора, а также удобство его замены. Наиболее распростране­ны катализаторы сотовой конструкции, позволяю­щие разместить большую поверхность в единице объема. Влияние катализатора учитывается простран­ственной скоростью, численно равной отношению расхода газа S (м³/ч) к объему катализатора V (м³). По­скольку расход дымовых газов определяется мощно­стью котла, единственным средством снижения про­странственной скорости, во многом определяющей эффективность процесса, является увеличение объе­ма катализатора.