SCR反應(yīng)器內(nèi)部裝有催化劑模塊，煙氣從上向下流動，通過催化劑層時發(fā)生還原反應(yīng)，將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O。為了確保反應(yīng)效果，反應(yīng)器內(nèi)通常設(shè)有多個催化劑層，并配備導(dǎo)流和均流裝置，以保證煙氣與氨氣充分混合和均勻分布。此外，反應(yīng)器的設(shè)計還需考慮耐高溫、抗磨損以及防止催化劑堵塞等因素。

SCR脫硝反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于燃煤、燃氣、燃油鍋爐等多種工業(yè)領(lǐng)域，具有高效、穩(wěn)定的特點，脫硝效率通?？蛇_80%至95%。然而，SCR技術(shù)也存在一定的局限性，如初始投資和運行成本較高，催化劑需要定期更換，且對煙氣溫度有一定要求。

SCR反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常包括催化劑層、導(dǎo)流板、整流柵格、噴氨格柵等部件。催化劑層是SCR反應(yīng)器的核心部分，其作用是促進NH3與NOx的反應(yīng)，從而脫除NOx。催化劑層通常分為多層布置，以提高反應(yīng)效率和均勻性。導(dǎo)流板和整流柵格則用于優(yōu)化煙氣流動，確保煙氣在催化劑層中的均勻分布，從而提高反應(yīng)效率。

SCR反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化是一個復(fù)雜的過程，涉及計算流體力學(xué)（CFD）模擬和物理模型測試等多種方法。通過這些方法可以優(yōu)化反應(yīng)器的主體形式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以提高脫硝效率和減少壓降。此外，反應(yīng)器入口處通常設(shè)有氣流均布裝置和導(dǎo)流板，以確保煙氣在進入催化劑層前的均勻分布。

SCR反應(yīng)器的運行溫度對其脫硝性能有重要影響。一般情況下，催化劑的活性溫度窗口為320~420℃，最佳反應(yīng)溫度集中在340~380℃之間。為了滿足催化劑的運行要求，有時需要對鍋爐和汽輪機設(shè)備進行改造，以提高SCR反應(yīng)器的進口煙氣溫度。

SCR反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵等工業(yè)部門，其布置位置可以根據(jù)具體工藝需求選擇在省煤器之后、空氣預(yù)熱器之前或布袋除塵器之后等不同位置。不同布置方式會影響SCR反應(yīng)器的工作溫度和脫硝效率，因此需要根據(jù)具體情況進行優(yōu)化設(shè)計。

總之，SCR反應(yīng)器通過催化劑的作用，在適宜的溫度和壓力下，將含有NOx的廢氣與還原劑反應(yīng)生成無害的氮氣和水蒸氣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的脫硝處理。其設(shè)計和優(yōu)化需要綜合考慮催化劑性能、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和運行條件等因素，以實現(xiàn)高效脫硝。

1、熱段/高含塵布置：反應(yīng)器布置在空氣預(yù)熱器前溫度為 360℃左右的位置，此時煙氣中所含有的全部飛灰和 SO₂均通過催化劑反應(yīng)器，反應(yīng)器的工作條件是在“不干凈”的高塵煙氣中。由于這種布置方案的煙氣溫度在 300~400℃的范圍內(nèi)，適合于多數(shù)催化劑的反應(yīng)溫度，因而它被廣泛采用。但是由于催化劑是在“不干凈”的煙氣中工作，因此催化劑的壽命會受下列因素的影響：

（1）煙氣所攜帶的飛灰中含有 Na，Ca，Si，As等成分時，會使催化劑“中毒”或受污染，從而降低催化劑的效能。

（2）飛灰對催化劑反應(yīng)器的磨損。

（3）飛灰將催化劑通道堵塞。

（4）如煙氣溫度升高，會將催化劑燒結(jié)，或使之再結(jié)晶而失效，如煙氣溫度降低，NH3會和 SO3反應(yīng)生成酸性硫酸銨，從而會堵塞催化劑和污染空氣預(yù)熱器。

（5）高活性的催化劑會促使煙氣中的 SO₂氧化成 SO₃，因此應(yīng)避免采用高活性的催化劑用于這種布置。為了盡可能地延長催化劑的使用壽命，除了應(yīng)選擇合適的催化劑之外，要使反應(yīng)器通道有足夠的空間以防堵塞，同時還要有防腐措施。

2、熱段/低含塵布置：反應(yīng)器布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間，這時，溫度為 300~400℃的煙氣先經(jīng)過電除塵器以后再進入催化劑反應(yīng)器，這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和將反應(yīng)器磨損或堵塞，但煙氣中的 SO₃始終存在，因此煙氣中的 NH₃和 SO₃反應(yīng)生成硫酸銨而發(fā)生堵塞的可能性仍然存在。采用這一方案的最大問題是，靜電除塵器很難在 300~400℃的溫度下正常運行，因此很少采用。

3、冷段布置：反應(yīng)器布置在煙氣脫硫裝置(FGD)之后，這樣催化劑將完全工作在無塵、無 SO₂的“干凈”煙氣中，由于不存在飛灰對反應(yīng)器的堵塞及腐蝕問題，也不存在催化劑的污染和中毒問題，因此可以采用高活性的催化劑，減少了反應(yīng)器的體積并使反應(yīng)器布置緊湊。當(dāng)催化劑在“干凈”煙氣中工作時，其工作壽命可達 3~5年(在“不干凈”的煙氣中的工作壽命為 2~3年)。這一布置方式的主要問題是，當(dāng)將反應(yīng)器布置在濕式 FGD脫硫裝置后，其排煙溫度僅為 50~60℃，因此，為使煙氣在進入催化劑反應(yīng)器之前達到所需要的反應(yīng)溫度，需要在煙道內(nèi)加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器，或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣，從而增加了能源消耗和運行費用。

對于一般燃油或燃煤鍋爐，其 SCR反應(yīng)器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間，因為此區(qū)間的煙氣溫度剛好適合 SCR脫硝還原反應(yīng)，氨被噴射于省煤器與 SCR反應(yīng)器間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣充分混合后在反應(yīng)器內(nèi)與氮氧化物反應(yīng)，SCR系統(tǒng)商業(yè)運行業(yè)績的脫硝效率約為 50%~90%。