سیستم های کاهش کاتالیستی (SCR)

اطلاعات سیستم های کاهش کاتالیستی (SCR)

نمایش تمام سازندگان سیستم های کاهش کاتالیستی (SCR)

سیستم‌های کاهش کاتالیزوری انتخابی (SCR) سیستم‌های فناوری کنترل انتشار فعال پس از احتراق هستند. این سیستم از یک بستر کاتالیزوری و یک عامل احیاکننده مایع تزریقی برای حذف آلاینده‌ها، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و تولید نیتروژن دو اتمی (N2) و بخار آب (H2O) استفاده می‌کند.

کاهنده های کاتالیزوری انتخابی (SCR) به روشی مشابه روشی که مبدل کاتالیزوری برای کاهش انتشار خودرو کار می کند، کار می کند. مبدل‌های کاتالیزوری بخش‌های اکسید نشده جریان خروجی اگزوز را در یک محیط oxidizin g به گردش در می‌آورند تا هیدروکربن‌های اضافی را تجزیه کرده و با NOx واکنش دهند. SCRها از آنجایی که دارای یک احیاکننده گازی یا مایع هستند، به طور کلی آمونیاک یا اوره که به جریان گاز خروجی اضافه می شود، متفاوت هستند. گاز خروجی با احیا کننده مخلوط می شود و در چندین لایه کاتالیزوری حرکت می کند، جایی که واکنشی بین انتشار NOx و احیاکننده تزریقی رخ می دهد. این واکنش، انتشار NOx را به N2 و بخار آب تبدیل می کند. سپس عناصر خوش خیم از طریق دودکش یا لوله های اگزوز به هوا رها می شوند.

یکی از مشکلات رایج کاهنده های کاتالیزوری انتخابی (SCR) این است که آنها فقط در باندهای دمایی باریک به خوبی عمل می کنند. در نتیجه، واحدهای کنترل مورد نیاز هستند تا اطمینان حاصل کنند که دمای گازهای خروجی در محدوده ای است که اجازه می دهد واکنش کاتالیزوری رخ دهد.

کاتالیزورها

کاهنده‌های کاتالیزوری انتخابی (SCR) با احیای غیر کاتالیستی انتخابی (SNCR) متفاوت هستند زیرا از یک کاتالیزور برای افزایش واکنش بین انتشار NOx و احیاکننده مایع، معمولاً اوره یا آمونیاک استفاده می‌کنند. استفاده از کاتالیزور همچنین به یک سیستم SCR اجازه می دهد تا در دماهای بسیار پایین تر (340 درجه سانتی گراد تا 380 درجه سانتی گراد یا 650 درجه فارنهایت تا 720 درجه فارنهایت) نسبت به سیستم SNCR (870 درجه سانتی گراد تا 1200 درجه سانتی گراد یا 1600 درجه فارنهایت تا) کار کند. 2200 درجه فارنهایت). سیستم SCR راندمان حذف NOx را برای دستیابی به کاهش NOx تا 75٪ یا بیشتر افزایش می دهد.

مواد متداول کاتالیزور شامل زیرلایه های لانه زنبوری سرامیکی متخلخل یا صفحه ای هستند که با اکسیدهای فلز پایه یا زئولیت های تبادل شده با فلز پوشانده شده اند.

• اکسیدهای فلز پایه عبارتند از وانادیوم و اکسید تنگستن. آنها دوام حرارتی متوسطی را نشان می دهند و برای برخی از کاربردهای دیگ بخار مناسب هستند.

• کاتالیزورهای زئولیت مبادله فلز، زئولیت مس و زئولیت آهن دوام حرارتی و پایداری شیمیایی را نسبت به اکثر کاتالیزورهای دیگر بهبود بخشیده اند. آنها می توانند در دماهای بسیار بالاتر کار کنند و عملکرد طولانی مدت در دماهای تا 900 کلوین و دمای گذرا تا 1120 کلوین را تحمل کنند.

احیا کننده ها

احیا کننده های مورد استفاده در سیستم های SCR عبارتند از آمونیاک بی آب، آمونیاک آبی و بیشتر و سیال اگزوز دیزل (DEF).

• آمونیاک بی آب سمی و ناپایدار است. با این حال هیچ تبدیل مورد نیاز نیست و به راحتی با NOx واکنش نشان می دهد. فرآیندهای صنعتی بزرگ ممکن است از آمونیوم بی آب استفاده کنند زیرا قادر به ترکیب روش های کنترل ایمنی هستند که جریان های سیال را جدا می کند.

• آمونیاک آبی باید قبل از واکنش با انتشار NOx تبخیر شود. در مقایسه با آمونیاک بی آب، نگهداری و حمل و نقل آن ایمن تر است.

• DEF محلول آبی است که 5/32 درصد اوره و 5/67 درصد آب دیونیزه است. این یک ماده مصرفی است که برای کار با مبدل های SCR در وسایل نقلیه موتوری با موتورهای دیزلی استفاده می شود.

برنامه های کاربردی

کاهنده های کاتالیزوری انتخابی (SCR) برای جذب NOx در گازهای دودکش از سیستم های تولید برق، کارخانه های تولیدی و سایر فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. موتورهای دیزل سنگین و سبک مورد استفاده در کاربردهای دریایی اتر یا تجاری نیز از فناوری SCR برای جذب NOx و برآورده کردن استانداردهای انتشار فعلی استفاده می کنند.

گازهای دودکش

گازهای دودکش خروجی از سیستم تولید برق یا تجهیزات پردازش صنعتی باید قبل از ورود به سیستم SCR تصفیه شوند. واحدهای تصفیه با حذف گوگرد، دوده و سایر ذرات، عمر کاتالیزور را افزایش می دهند. بخاری های هوا برای تنظیم دمای گاز دودکش قبل از ورود به سیستم SCR استفاده می شود. سیستم‌های SCR در مقیاس صنعتی که نرخ‌های جریان بیش از 100 MMBtu/hr را در خود جای می‌دهند، 20000 تا 100000 گالن احیاکننده در هفته مصرف می‌کنند و میانگین عمر کاتالیست 25000 تا 40000 ساعت دارند.

موتورهای احتراقی

موتورهای دیزلی و دریایی از فناوری SCR استفاده می کنند. دوام حرارتی به ویژه برای این کاربردهای SCR مهم است زیرا فیلتر ذرات دیزل با بازسازی اجباری به طور کلی منجر به افزایش دمای عملیاتی می شود. موتورهای احتراقی با فناوری SCR DEF یا سایر مایعات مبتنی بر اوره را قبل از مبدل کاتالیزوری به جریان اگزوز تزریق می کنند. غلظت تزریق از طریق یک دستگاه اندازه گیری کنترل می شود و متناسب با بار موتور و انتشار NOx است که در بالادست و پایین دست از سیستم SCR اندازه گیری می شود.

آئین نامه

کاهنده های کاتالیزوری انتخابی (SCR) اغلب فناوری انتخابی برای رعایت استانداردهای انتشار هستند. آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) قانون هوای پاک را در سال 1970 به اجرا درآورد و به دنبال آن اصلاحاتی در 1990 اعمال شد که منابع اصلی ثابت NOx را ملزم به نصب و راه اندازی فناوری کنترل نسبتاً قابل دسترس می کرد. سپس انتشار NOx از نیروگاه های صنعتی در ایالات متحده تا سال 1995 تا 50 درصد کاهش یافت. اصلاحات جدید در قانون هوای پاک بخش خودرو را هدف قرار می دهد در حالی که استانداردهای جهانی انتشار آلاینده های هوا توسط مقامات منطقه ای از جمله اتحادیه اروپا (EU) اداره می شود. ، اداره حفاظت از محیط زیست دولتی چین (SEPA) و وزارت محیط زیست (MOE) ژاپن.

استانداردهای S

ISO 22241-1 — این بخش از ISO 22241 ویژگی های کیفی عامل احیا کننده NOx AUS 32 (محلول اوره آبی) را مشخص می کند که برای کارکرد مبدل هایی با احیای کاتالیزوری انتخابی، به اصطلاح مبدل های SCR (کاهش کاتالیستی انتخابی) در موتور مورد نیاز است. وسایل نقلیه با موتورهای دیزلی مبدل های SCR به ویژه برای کاهش انتخابی انتشار اکسید نیتروژن (NOx) موتورهای دیزلی مناسب هستند.

ISA 77.82.01 - این استاندارد به عملکردهای کنترلی مرتبط با سیستم‌های کاهش کاتالیزوری انتخابی در دیگ‌های بخار فسیلی بیشتر از 200000 پوند در ساعت و توربین‌های احتراق بیشتر از 25 مگاوات می‌پردازد.

منبع

globalspec.com