scr技术的控制原理 2020年SCR系统行业市场发展前景趋势和现状分析

我们都知道，选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括：尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发、尿素的水解和热解气相化学反应以及NOX在催化剂表面与NH3发生的催化表面化学反应。而且，催化剂是SCR烟气脱硝技术核心，其成本占整个SCR烟气脱硝系统投资成本的40%甚至更多。

scr技术的控制原理

系统的基本工作原理是：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOX，排出N2，多余的NH3也被氧化为N2，防止泄漏。一般情况下，消耗100L燃油的同时会消耗5L液体尿素水溶液。

该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理，通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，而后在机外处理富氧条件下形成的氮氧化物，及时用车用尿素(车用尿素在一定温度下分解生成氨)对氮氧化物(NOx)进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的，该项技术是欧洲主流技术路线，欧洲长途载货车和大型客车几乎全部采用这一技术。

SCR行业市场发展前景趋势和现状分析

我国一次能源消耗呈现逐年递增的趋势，预计到2050年，我国一次能源需求量将达到6657.4万吨。据统计，中国消耗了全球49.6%的煤炭，位于世界第一，且在未来相当长时期内，中国以煤为主的能源供应格局不会发生根本性改变，煤在总能源中比重很难低于50%。

中国80%以上的煤炭直接或间接用于燃烧，生成了大量SO2、NOx、Hg等多种烟气污染物，造成严重的大气污染问题。就火电厂来说，二氧化硫和氮氧化物的排放量占了全国工业污染物总排放量约50%以上，其中又以氮氧化物排放比例最高。选择性催化还原法(SCR)是目前控制NOx排放最成熟、最有效的方法。该方法是SCR脱硝催化剂再生技术的发展及应用在一定温度和催化剂作用下，利用氨做还原剂可选择性地将NOx还原为氮气和水的方法[4]，可使NOx脱除率达到90%以上，该法已在全球范围内得到广泛应用。

国内首例SCR脱硝工程也于1999年投运。至今，我国火电机组SCR装机容量达2.15亿千瓦，SCR市场容量以1亿千瓦/年的速度增长。随着SCR脱硝催化剂使用时间的增长，催化剂的活性将逐渐不能满足SCR脱硝要求，直至催化剂失活需要更换，但由于新催化剂的价格较高，处理废旧催化剂也需要一定的费用，大多数用户都会考虑对催化剂进行再生。相比更换新鲜催化剂，催化剂再生可延长催化剂的使用寿命、减少废弃催化剂填埋所产生的二次污染，且再生价格仅约为新鲜催化剂的1/2。因此，催化剂再生技术的产业化发展，可提高我国的节能环保水平，加快脱硝产业的形成和发展，也是减轻氮氧化物污染、提高和改善空气质量的有力措施，对保护生态环境和保障节能减排战略的顺利实施具有重要意义，同时对提升区域经济实力将起到重要的推动作用。

基于SCR的低温等离子辅助还原技术(PACR)

1、等离子产生的基本原理

在大气压力下，低温等离子产生于空气中或者在比空气含氧量更低的气体(如柴油机排放的废气)中，通常是化学环境下，由于直接由化学方法来减少NOx将会耗费巨大的能量，并且不易解决，而且当气体中含氧量超过3.6%时用含有N-来还原NO的方法是不可以实现的。

等离子发生器是一种基于电介质填充床的同心圆柱电极。高电压电极和电介质被作为内部电极，外部电极则为接地极。当提高电场强度时，将在小球间产生放电。这使得等离子可以在较低的电压下产生，等离子将在1500Hz的高能条件下产生，等离子的能量由内部电极和功率表监控器控制。

2、车用 PACR 技术的基本原理

从发动机排出的废气进入低温等离子装置之前包含有NOx、HC等。在等离子反应中，将部分HC转化为(HC*)，NO转化为NO2，这些混合气体在催化剂的作用下将会发生进一步的反应，生成无污染的N2、CO2和水。

催化剂是SCR烟气脱硝技术核心，其成本占整个SCR烟气脱硝系统投资成本的40%甚至更多。催化剂的性能直接决定了SCR烟气脱硝系统的脱硝效率和氮氧化物排放量、氨逃逸量、SO2/SO3转化率、系统压力、电能消耗、还原剂消耗等，一般工业应用的SCR催化剂的使用寿命为2.4万小时，逾期需要及时更换或进行再生。更多详细分析，请关注中研研究院研究出版的《2019-2025年中国SCR技术发展现状研究咨询报告》。