反应器及各个组成部分
催化反应器是完成脱硝化学反应的容器，与尾部烟道相连，内装催化剂。催化剂反应器有高灰段、低灰段和尾部烟气段三种布置方式。通常，燃煤锅炉烟气脱硝的SCR反应器在较高的位置上垂直放置（烧天然气或燃油锅炉的SCR反应器可以水平放置），烟气先向上流动与氨混合，然后经过水平烟道再折转向下经过催化反应器。由于催化反应器需要占用很大的空间，因此对于加装烟气脱硝系统的改造工程来说，场地问题往往成为设计工作中遇到的第一个难题。催化反应器通过合理设计的过渡段与烟气管道连接。为了保证反应器内催化还原反应能够充分进行，需要在上游的烟气管道中配置烟气混合装置和转向导流装置：另外还需要在反应器内安装吹灰器，以使催化剂保持清洁和反应活性。一台锅炉通常配两套催化反应器，每套催化反应器须处理烟气总量的1/2。催化剂固定在反应器中，催化剂的支撑结构在保证牢固的情况下，还应注意排列合理，尽量减少对烟气的阻碍，并避免产生涡流，而出现烟气回流现象。催化反应器是实现烟气中氮氧化物降解的场所。催化反应器体积的大小是根据煤质、烟气条件、烟气粉尘量、燃烧介质元素成分、烟气流量、NOx进口浓度、脱硝效率、SOx浓度、反应器压降、使用寿命等因素决定的。催化反应器是由催化剂模块组成的，催化剂单元模块如图3-22所示。
图3-22 催化剂单元模块
a)蜂窝式催化剂模块 b）波纹式催化剂模块
1.催化剂模块
以蜂窝催化剂为例，每个模块上开有22×22个气流口。图3-22是蜂窝式与波纹式催化剂的单元模块。气流孔径的大小取决于锅炉所用燃料的种类。例如，普通的燃煤烟气脱硝催化剂采用的气流孔径为d-7mm，孔壁厚a<lmm。催化剂模块的断面随着设计的需要会出现变化，但长度一般不超过Im。
2.催化剂箱
催化剂模块以箱体组合的形式安装，如图3-23所示。催化剂设计成箱体，便于催化剂安装到适宜的固定位置，同时箱体也能充当运输容器，在运输过程中保护催化剂模块免遭损坏。箱体底部有一个用于固定的支撑格栅如图3-24所示，箱体顶部布有很多小方格，烟气可以从此进入。格栅采用优良的不锈钢网格制成。这样可以起到保护作用。催化剂箱体顶部保护格栅如图3-25所示。
图3-23 催化剂箱体
图3-24 催化剂箱体底部的支撑格栅
图3-25 催化剂箱体顶部的保护格栅
以下为某公司生产的催化剂，每只钢箱内装有64个催化剂模块。块与块之间、块与箱体外壳之间用陶瓷纤维进行密封(见图3-26和图3-27)，用以防止未处理烟气的泄漏以及外部振动的影响。
图3-26 模块之间的纤维密封
图3-27 模块之间的纤维密封
3.催化剂反应层
每层催化剂由若干个装有催化剂单元的钢箱均匀排列而成，如某300MW机组，每层催化剂由42只钢箱组成。蜂窝式催化剂反应层如图3-28所示。图3-28中的每个小方块代表一个催化剂钢箱。
图3-28 蜂窝式催化剂反应层
催化剂反应层在反应器中的位置如图3-29所示。
图3-29 催化剂反应层在反应器中的位置
反应器入口系统平衡导流板如图3-30所示。
图3-30 反应器入口系统平衡导流板
反应器内已就位的催化剂反应层俯视图如图3-31所示，反应器内已就位的催化剂层仰视图如图3-32所示。
图3-31 就位的催化剂反应层
图3-32 反应器内己就位的催化剂反应层仰视图
SCR反应器结构如图3-33所示。
SCR反应器总体结构呈ri字型，如图3-34所示，主要由垂直进口烟道、催化剂烟道（反应器）两大部分组成，同时设有注氨装置( AIG)、吹灰器、烟气／氨气混合栅、导流栅等辅助设施。
图3-33 SCR反应器的结构
图3-34 SCR反应器总体结构
反应器还设有门孔、观察口、单轨吊梁等装置，用于催化剂的安装、运行观察和维护保养。
SCR反应器外壁一侧在催化剂层处开有检修门，用于将催化剂模块装入催化剂层。每个催化剂层都设有人孔，在机组停运时，操作人员可通过人孔进入内部，检查催化剂模块。
烟气与注入的氨气接触后，首先经过混合栅，混合栅可提高氨气与烟气的混合程度。烟气与氨气的混合栅是呈网状布置的金属构件，如图3-35所示。
图3-35 烟气与氨气的混合栅
吹灰器安装在每个催化剂层的上方，采用过热蒸汽吹掉催化剂上的积灰。反应器横截面和催化剂的层间距应能保证吹灰器的安装和正常运行。
每个反应器内装填一定体积的催化剂，催化剂装填量的多少，取决于设计的处理烟气量、脱硝效率和催化剂的性能。催化剂模块是商业催化剂的最小单元结构，若干个催化剂模块组成一个箱体，若干个箱体再组成催化剂层，每个反应器一般由3-4层的催化剂层组成。催化剂模块、箱体、层之间个的关系如图3-36所示。
图3-36 催化剂模块、箱体、层之间的关系
反应器的密封至关重要，箱体顶部间隙之间装有密封条。
催化剂模块、箱体的搬运工作，如现场的安装和大修，催化剂模块再生与更换等都非常重要，为保证催化剂不受碰撞、振动、损伤，必须有合适的搬运和吊装机具。