尿素脱硝（Urea-Based Selective Catalytic Reduction, Urea-SCR）是一种利用尿素溶液作为还原剂，在催化剂作用下将烟气中的氮氧化物（NOx）转化为氮气（N₂）和水（H₂O）的技术，广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉、船舶发动机等领域的尾气处理。其核心设备组成如下：

1. 尿素溶液储存与供应系统

• 尿素储罐：存储尿素溶液（通常为40%~50%浓度的车用尿素溶液，即AdBlue）。
• 输送泵：将尿素溶液从储罐输送至计量系统。
• 加热装置：防止尿素溶液在低温下结晶（需维持温度在0℃以上）。

2. 尿素溶液计量与喷射系统

• 计量模块：精确控制尿素溶液的喷射量（根据NOx浓度、烟气流量等参数自动调节）。
• 喷射器（喷嘴）：将尿素溶液雾化后喷入烟气管道或混合区。
• 压缩空气系统：辅助雾化尿素溶液（部分系统采用空气辅助喷射）。

3. 热解/水解反应系统

尿素溶液需分解为**氨气（NH₃）**才能参与SCR反应，根据工艺不同分为：

• 热解炉（Decomposition Chamber）：
  尿素溶液在高温（300~500℃）下热解为NH₃和异氰酸（HNCO），需配套加热器或利用烟气余热。
• 水解反应器：
  在催化剂作用下，尿素溶液水解为NH₃和CO₂（适用于低温场景）。

4. 混合与均布系统

• 静态混合器/导流板：确保氨气与烟气均匀混合，避免局部浓度过高或过低。
• 喷氨格栅（AIG, Ammonia Injection Grid）：多喷嘴设计，优化氨气分布。

5. SCR反应器（核心设备）

• 催化剂层：
  装载V₂O₅-WO₃/TiO₂等催化剂，在280~400℃下催化NOx与NH₃反应：

  4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O4NO+4NH3​+O2​→4N2​+6H2​O

• 吹灰系统：
  定期清除催化剂积灰（声波吹灰或蒸汽吹灰）。

6. 控制系统

• PLC/DCS控制柜：
  实时监测NOx浓度、温度、流量等参数，调节尿素喷射量。
• CEMS（烟气在线监测系统）：
  反馈脱硝效率，优化运行。

7. 辅助设备

• 稀释水系统（可选）：用于调节尿素溶液浓度。
• 废液回收装置：处理设备冲洗或泄漏的尿素溶液。
• 保温与伴热系统：防止管道和设备低温结晶。

关键注意事项

1. 温度控制：SCR反应需适宜温度，烟气温度过低需加热，过高可能损坏催化剂。
2. 氨逃逸：过量氨气会形成二次污染，需严格控制喷射量。
3. 催化剂寿命：定期检测催化剂活性，防止中毒（如砷、碱金属）或堵塞。

简化流程示意图

尿素储罐 → 输送泵 → 计量模块 → 喷射器 → 热解/水解 → 氨气混合 → SCR反应器 → 净化烟气

此系统通过精准控制实现高效脱硝，需根据具体工况（如烟气成分、温度）设计设备参数。