NOx是造成大气污染的主要污染源之一，它包括NO，NO2，N2O5，N2O3，NO3，N2O4等，污染大气的主要是NO和NO2。NOx的排放会给自然环境和人类生产、活动带来严重的危害，包括对人体的致毒作用、对植物的损害作用、形成酸雨或酸雾、与碳氢化合物形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。
NOx的来源一般分为自然来源和人为来源，随着工业的发展，人类活动产生的NOx已经成为其主要来源。全球NOx的排放量逐年增长，以我国为例，若不采取进一步的排放控制措施，到2020年和2030年，中国NOx排放总量将分别达到2900和4000万t。目前，NOx的污染状况已引起国际社会的广泛关注。近年来，国内外对NOx控制技术的研究取得了很大的进展。烟气脱硝技术是一种NOx生成后进行控制的技术，主要是通过各种物理、化学过程固定烟气中的NO、或者使烟气中的NOx还原为N2，也称为烟气脱氮技术。按照其作用原理的不同，可分为催化还原、吸收和吸附3类。按照工作介质的不同可分为湿法和干法两类。
一、 SCR干法烟气脱硝技术及特点
SCR(SelectiveCatalyticReduction)脱硝技术是由美国Eegelhard公司发明并于1959年申请了专利，而日本率先在20世纪70年代对该方法实现了工业化。其后SCR技术得到了广泛应用。SCR技术是还原剂(NH3、尿素、HC等)在催化剂作用下，选择性地与NOx反应生成N2和H2O，而不是和O2反应，故称为“选择性”。
在SCR技术的应用过程中，催化剂的脱硫脱硝除尘器制备生产是其中最重要的部分之一，其催化性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。对SCR脱硝系统而言，催化剂的选取是关键。考虑到经济性和运行维护等因素，要求催化剂具有活性高，抗硫性、抗水性好，寿命长，经济性好和不产生二次污染等特点。国内外学者对SCR催化剂进行了大量的研究，目前普遍使用的催化剂是钒系催化剂，如V2O5/TiO2、从V2O5-WO3/TiO2等，以NH3作为还原剂；同时，沸石分子筛、炭基催化剂、金属氧合物等催化剂也是研究的热点。分子筛催化剂在使用NH3还原N的实验中表现出了良好的脱硝效率。但多数的催化活性主要表现在中高温区域，实际应用中也会存在水抑制及硫中毒问题，这些都是亟待解决的难题。碳基催化剂具有比表面积大，吸附能力强等特点，对NO的催化还原有很大的好处，但多数炭基催化剂存在高温烧失、以及稳定性不好等问题。
对催化剂脱硝活性影响较大的因素有反应温度、催化剂量、还原剂的注入量等。不同种类的SCR催化剂具有不同的适宜温度范围，目前的研究表明：SCR反应系统最佳温度在250℃~450℃(最好350℃~400℃)之间，当反应温度过高或过低，催化剂的性能都将降低，尤其是在高温区域使用时，由于过热促使催化剂的表面被烧结，会影响催化剂寿命。催化剂的量应根据脱硝装置的设计能力和操作要求来决定，一般情况下，增加催化剂量可以提高脱硝性能。在实际应用中，催化剂的初期充填量是设计要求的最适量和使用期间的损失量之和。还原剂注入量一般根据所要求的脱硝装置性能来设定，以NH3为例，随着NH3/NOx摩尔比的增加，NOx的脱除率也增加。NH3量不足会导致NOx脱除率降低；若NH3量过多，NH3与O2等副反应的反应速率加大，也会导致NOx脱除率降低，同时NH3的排放量增加，形成二次污染。一般控制NH3/NOx摩尔比在0.8~1.2之间。
SCR反应器中的催化剂形式主要有蜂窝式、板式以及波纹板式。其中蜂窝式催化剂耐久性、可靠性均较好，是目前应用较多的催化剂形式。此外，在SCR系统运行过程中，催化剂会因为各种物理、化学作用导致催化剂性能下降甚至失效。因此，需要采取合理的预防措施来延长催化剂的使用寿命。这要求针对不同工况，采用不同的SCR反应器布置方式，根据SCR反应器安装在锅炉除尘器之后的不同位置，可分为高温高尘、高温低尘及低温低尘3种布置形式。采用高温高尘布置时，SCR反应器布置在省煤器和空气预热器之间。其优点是烟气温度高，利于反应进行。但由于催化剂处于高尘烟气中，条件恶劣，磨刷严重，催化剂寿命将会受到影响。对于低尘布置，SCR布置在烟气脱硫系统和烟囱之间。烟气中的飞灰含量大幅降低，但为了满足温度要求，需要安装烟气加热系统，造成系统复杂，运行费用增加，故一般选择高尘布置方式。
SCR法是国际上应用最多，技术最成熟的一种烟气脱硝技术。据统计，到2004年为止，全世界应用SCR烟气处理技术的电站燃煤锅炉容量超过178GW。我国SCR技术的研究始于20世纪90年代。截止2007年，我国在建的脱硝项目超过14个，脱硝机组容量在11400MW以上，其中采用SCR技术的项目约占在建脱硝项目总容量的70%。到2009年，全国已投运的火电厂烟气脱硝项目对应装机容量超过5000万KW(约占火电装机容量8%)，在建10000万KW，所采用的工艺技术中SCR约占到了96%。可见，我国对SCR脱硝技术的研究与应用正处于大力发展阶段。
二、SNCR非选择性催化还原脱硝技术及特点
非选择性催化还原(SNCR)技术是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂，在高温(900℃~1000℃)和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应，把NOx还原成N2和H2O。
SNCR还原NO的化学反应效率取决于烟气温度，高温下停留时间，含氨化合物即还原剂注入的类型和数量·混合效率以及NOx的含量等。一般来说，SNCR锅炉脱硫脱硝除尘器脱硝效率对大型燃煤机组可达25%~40%，对小型机组可达80%。SNCR工艺的工程造价相对于SCR工艺来说要低得多、占地面积小，较适合老厂改造。目前全世界约有300多套SNCR装置应用于电站锅炉、工业锅炉、垃圾焚烧炉及其他燃烧装置中。SNCR法较大的问题在于氨逃逸率高，脱硝效率低，SNCR与其他如SCR、再燃烧技术、低NOx燃烧器等技术的联用是目前该技术发展的一个重要方向。
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