SCR（选择性催化还原）脱硝系统的核心目标是去除烟气中的氮氧化物（NOx）。它是一个复杂的系统工程，其主要设备可以分为以下几个核心部分和辅助系统：

一、 核心反应系统

这是完成脱硝化学反应的关键部分。

1. SCR反应器

   • 功能：是脱硝反应发生的容器和场所，内部安装催化剂层。

   • 结构：通常是一个大型的钢制立式箱体，内部设有催化剂模块的支撑结构、检修门、人孔、吹灰器等。烟气从入口进入，经过催化剂层后从出口排出。

2. 催化剂

   • 功能：是SCR系统的“心脏”，其表面提供活性位点，在特定温度下促进氨气（NH₃）与NOx发生还原反应，生成无害的氮气（N₂）和水（H₂O）。

   • 类型：最常见的是钒钛基催化剂，形式通常为蜂窝式、板式或波纹板式。

二、 还原剂制备与供应系统

这个系统负责生产、存储和精确计量输送反应所需的氨气。

1. 氨区：这是一个相对独立的区域，是还原剂的存储和制备中心。

   • 液氨储罐：用于存储液态的无水氨。这是最经济的方式，但因其有毒、易燃易爆，安全要求极高。

   • 氨蒸发器：通过加热（通常用蒸汽或电加热）将液态氨气化成气态氨。

   • 氨气缓冲罐：缓冲和稳定气氨的压力，确保后续输送的稳定性。

   • 稀释风机：提供空气，将高浓度的气氨稀释到爆炸下限以下的安全浓度（通常<5%），形成氨/空气混合气体。

   • （替代方案）尿素制氨系统：由于液氨的安全隐患，许多电厂改用尿素作为还原剂前体。

     • 尿素溶解罐：将颗粒尿素溶解成一定浓度的尿素溶液。

     • 尿素溶液储罐：存储制备好的尿素溶液。

     • 水解炉或热解炉：

       • 水解炉：在高温高压下，尿素溶液与水反应生成NH₃和CO₂。

       • 热解炉：在高温下，尿素溶液迅速分解生成NH₃、HNCO（异氰酸），并进一步水解成NH₃和CO₂。

三、 烟气与喷射系统

这个系统负责将还原剂与烟气均匀混合，为反应创造最佳条件。

1. 喷氨格栅

   • 功能：位于反应器入口前的烟道内，由一系列管道和喷嘴组成。其核心作用是将稀释后的氨/空气混合气体均匀地喷射到烟气中。

   • 设计关键：AIG的设计至关重要，必须确保在催化剂入口截面上的氨浓度与NOx浓度分布匹配（即氨氮摩尔比分布均匀），才能保证高脱硝效率和低氨逃逸。

2. 静态混合器

   • 功能：安装在AIG之后，反应器之前。通过其特殊的叶片结构，增强烟气的湍流，促进氨气与烟气的充分、均匀混合。

3. 烟道及挡板门

   • 旁路挡板门：在机组启停或低负荷时，若烟气温度不符合催化剂要求，可开启旁路，使烟气绕过反应器，保护催化剂。

   • 进出口挡板门：用于隔离SCR系统，以便进行检修。

四、 吹灰系统

由于烟气中含有大量粉尘，会堵塞催化剂孔道，因此必须定期清理。

1. 声波吹灰器

   • 原理：通过号角产生高强度、特定频率的声波，使粉尘颗粒产生共振、松动，并随烟气流出。优点是无机械部件、对催化剂无磨损、覆盖范围广，适用于粉尘浓度不极高的场合。

2. 蒸汽吹灰器/耙式吹灰器

   • 原理：使用高压蒸汽或压缩空气作为介质，通过可伸缩的耙管或喷枪直接吹扫催化剂表面。清灰效果更彻底，适用于粉尘浓度极高、粘性大的场合（如燃用高硫煤、垃圾焚烧厂）。

五、 控制系统（DCS / CEMS）

这是整个SCR系统的大脑。

1. 分散控制系统（DCS）

   • 功能：接收来自CEMS和各类传感器的信号（如NOx浓度、烟气流量、温度、氨气流量等），通过预设的程序和算法，实时、精确地控制喷氨量，在保证脱硝效率的同时最大限度地降低氨逃逸。

2. 烟气连续排放监测系统（CEMS）

   • 功能：实时监测反应器入口和出口的NOx浓度、O₂含量、温度等参数，并将数据传送给DCS，作为控制的依据。出口的氨逃逸浓度也由专门的分析仪监测。