剂 NH3 在相对较低的温度下将 NO 和 NO2 还原成 N2，而几乎不发生 NH3 的氧化反应，
从而提高了 N2

 

的选择性， 减少了 NH3 的消耗。该工艺于 20 世纪 70

 

年代末首 先在日本

开发成功，80 年代和 90

 

年代以后，欧洲和 美国相继投入工业应用，现已在世界范围内

成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。在 NH3/NOx 的摩尔比为 1 时，NOx 的脱除率可
达 90%，NH3 的逃逸量控制在 5 mg/L 以下。为避免烟气再加热消耗能量，一般将 SCR 反

 

应器置于省煤器后、空气预热器之前，即高飞灰布置。氨气在加入空气预热器前的水平 管

 

道上加入，与烟气混合。对于新建锅炉，由于预留 了烟气脱氮空间，可以方便地放置
SCR

 

反应器和设 置喷氨槽。

    SCR 系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及控制系统等组成，催化
反应系统是 SCR 工艺的核心，设有 NH3

 

的喷嘴和粉煤灰的吹扫 装置，烟气顺着烟道进

入装载了催化剂的 SCR 反应器，在催化剂的表面发生 NH3 催化还原成 NOx。
    2 SCR 工艺采用的催化剂
    2.1 催化剂的化学组成
    催化反应器中装填的催化剂是 SCR 工艺的核心。文献［6］详细列举了金属氧化物催化
剂，如 V2O5  

、 Fe2O3、CuO、Cr2O3、Co3O4、NiO、CeO2、La2O3、Pr6O11、Nd2O3、 

Gd2O3、Yb2O3 等，催化活性以 V2O5 最高。V2O5

 

同时也 是硫酸生产中将 SO2 氧化成

SO3

 

的催化剂，且催化 活性很高，故 SCR 工艺中将 V2O5

 

的负载量减少到 1.5%（重量百

分比）以下，并加入 WO3 或 MoO3 作为助催化剂，在保持催化还原 NOx 活性的基础上
尽可能减少对 SO2 的催化氧化。助催化剂的加入能提高水热稳定性，抵抗烟气中 As 等有

 

毒物质。商业应用 的催化剂是分散在 TiO2 上，以 V2O5 为主要活性组分，WO3 或 MoO3
为助催化剂的钒钛体系，即 V2O5- WO3/TiO2 或 V2O5-MoO3/TiO2。
    2.2 催化反应原理
    催化反应原理是 NH3 快速吸附在 V2O5 表面的 B 酸活性点，与 NO 按照 Eley-Rideal 机
理反应，形成中间产物，分解成 N2 和 H2O，在 O2

 

的存在下，催化 剂的活性点很快得到

恢复，继续下一个循环。反应步骤可分解为：
    （1）NH3 扩散到催化剂表面；（2）NH3 在 V2O5 上发生化学吸附；（3）NO 扩散到
催化剂表面；（4）NO 与吸附态的 NH3 反应，生成中间产物；（5）中间产物分解成最
终产物 N2 和 H2O；（6）N2 和 H2O

 

离开催化剂表 面向外扩散。

    2.3 催化剂的结构形式
    由于 SCR 反应器布置在除尘器之前，大量飞灰的存在给催化剂的应用增加了难度，为

 

 

防止堵塞、减 少压力损失、增加机械强度，通常将催化剂固定在不 锈钢板表面或制成蜂窝

 

陶瓷状，形成了不锈钢波纹 板式和蜂窝陶瓷的结构形式，如图 4、5 所示。板式催化剂的

 

生产过程为，将催化剂原料（载体、活性成分 与助催化剂）均匀地碾压在不锈钢板上，
切割并压制成带有褶皱的单板，煅烧后组装成模块，便于安装和运输［ 5］。蜂窝式催化
剂的主要生产步骤为，将 3 种化学原料与陶瓷辅料搅拌，混合均匀，通过挤出成型设备
按所要求的孔径制成蜂窝状长方体，进行干燥和煅烧，再切割成一定长度的蜂窝式催化
剂单体，组装成模块。
    板式和蜂窝式催化剂的主要成分与催化反应原理相同，只是结构形式有所区别。相比板

 

 

式催化剂， 蜂窝式催化剂可通过更换挤出机模具方便地调节蜂 窝的孔径，从而提高表面
积，因此应用范围更宽，除燃煤锅炉外，还用于燃油、燃气锅炉，在很高的空速
（GHSV）下获得较高的脱硝效率，其市场率占 70%；板式催化剂在燃煤锅炉应用中有

 

一定优势，发生堵 塞的概率小，板式催化剂中的 30%应用在燃煤电站。
    2.4 主要生产商
    SCR 工艺自 1978 

 

年在日本成功地实现工业应 用以后，工艺技术与催化剂的生产技术