选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3、液氨、尿素）来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。首先由美国的Engelhard公司发现并于1957年申请专利，后来日本在该国环保政策的驱动下，成功研制出了现今被广泛使用的V2O5/TiO2催化剂，并分别在1977年和1979年在燃油和燃煤锅炉上成功投入商业运用。SCR技术对锅炉烟气NOx控制效果十分显著、技术较为成熟，目前已成为世界上应用最多、最有成效的一种烟气脱硝技术。合理的布置及温度范围下，可达到80~90%的脱除率。在我国，利用SCR进行烟气脱硝的工作才刚刚起步。SCR技术的发展始于1960年代，不同国家如日本和美国皆在投入资源开发此技术，特别聚焦于寻找节省成本而更为耐用的催化剂或催化媒介。1978年，第一座大规模的SCR设备由日本IHI公司率先安装并投入使用。近年来，更多使用柴油引擎的重型汽车、柴油机车、汽车，或船舰或重型工业燃气涡轮发动机皆开始装备SCR设施或装置。装备SCR系统已经成为符合欧盟六期汽车废气排放标准（EURO6）的重要条件。依靠着新式小型化的SCR装置，由车辆排放的氮氧化物及悬浮粒子与1990年代早期相比可减少达90%或以上。

在SCR脱硝过程中，通过加氨可以把NOx转化为空气中天然含有的氮气(N2)和水(H2O)，其主要的化学反应如下：

在没有催化剂的情况下，上述化学反应只在很窄的温度范围内（850～1100℃）进行，采用催化剂后使反应活化能降低，可在较低温度（300～400℃）条件下进行。而选择性是指在催化剂的作用和氧气存在的条件下，NH3优先与NOx发生还原反应，而不和烟气中的氧进行氧化反应。目前国内外SCR系统多采用高温催化剂，反应温度在315~400℃。使用氨（NH3）作还原剂时，二氧化碳（CO2）是使用尿素作还原剂时的副产品。温度是SCR反应的最大关键及限制。理想的SCR反应发生温度在于630至720 K之间，但亦可以被操作于500至720K之温度以获得更长的停留时间。操作的最低许可温度视乎燃料种类、气体成分、催化剂几何而定。其他可选择的还原剂包括氰尿酸及硫酸铵。

在选择性催化还原系统中，一般由氨的储存系统、氨和空气的混合系统、氨喷入系统、反应器系统及监测控制系统等组成，对火电厂来说，SCR反应器一般安装在锅炉省煤器与空气预热器之间，此处为高粉尘高温布置，此区间的烟温利于SCR脱硝还原反应，氨则喷射于省煤器与SCR反应器之间烟道内的适当位置，使其与烟气混合后通过催化剂在反应器内与NOx反应。催化剂安放在一个像固体反应器的箱体内。催化剂单元通常垂直布置，烟气由上向下流动。

NOx脱除效率高

据有关文献记载及工程实例监测数据，SCR法一般的NOx脱除效率可维持在70%-90%，一般的NOx出口浓度可降低至100mg/m左右，是一种高效的烟气脱硝技术。

二次污染小

SCR法的基本原理是用还原剂将NOx还原为无毒无污染的N2和H2O，整个工艺产生的二次污染物质很少。

技术较成熟，应用广泛

SCR烟气脱硝技术已在发达国家得到较多应用。如德国，火力发电厂的烟气脱硝装置中SCR法大约占95%。在我国已建成或拟建的烟气脱硝工程中采用的也多是SCR法。

投资费用高，运行成本高

以中国第一家采用SCR脱硝系统的火电厂—漳州市后石电厂为例，该电厂600MW机组采用日立制作所的SCR烟气脱硝技术，总投资约为1.5亿人民币。除了一次性投资外，SCR工艺的运行成本也很高，其主要表现在催化剂的更换费用高、还原剂（液氨、氨水、尿素等）消耗费用高等。

影响反应过程的因素包括反应温度、空间速度、烟气流型和催化剂。反应温度不仅决定反应物的反应速度，而且决定催化剂的反应活性。一般来说，反应温度越高，反应速度越快，催化剂的活性也越高。空间速度是SCR的一个关键设计参数，它是烟气(标准状态下的湿烟气)在催化剂容积内的停留时间尺度。烟气流型的优劣决定着催化剂的应用效果，合理的烟气流型不仅能较高地利用催化剂，而且能减少烟气的沿程阻力。催化剂的类型、结构和表面积对脱除NOx效果均有很大影响。

典型SCR主要工艺流程为：还原剂（液氨）用罐装卡车运输，以液体状态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发汽化；汽化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx。SCR的基本操作运行过程主要包括氨的准备与储存、氨的蒸发并与预混空气相混合、氨与空气的混合气体在反应器前的适当位置喷入烟气系统中、喷入的混合气体与烟气的混合、各反应物向催化剂表面的扩散并进行反应。SCR的其它辅助设备和装置主要包括SCR反应器的入口和出口的排水管，SCR的旁路管路、吹灰装置、省煤器旁路管路系统，以及增加脱硝装置后需要升级成更换的尾部引风机。

尽管SCR过程中氮氧化物与氨之间的化学反应大部分情况下可达至或高于95%的效能，但仍有小部分多余和未发生反应的氨，称为氨滑（Ammonia 滑移）或氨过剩。检测或量度氨滑一般分为差分化学发光（Differential Chemiluminescence）及可调二极管激光器（Tunable Diode Laser，TDL）两种主流方式。差分化学发光方式利用最少两个监测分析仪以量度及计算出所排放氮化物含量上的差距，需事先将氨转换成一氧化氮方能被量度。氮化物监测分析仪根据一氧化氮和臭氧的反应所产生的发光特征作出测量，其发光特征强度或光度与排放气体中一氧化氮的浓度成正比。可调二极管激光器（TDL）的测量方式则使用吸收光谱技术对氨进行直接的浓度量度，可以直接从气体排放处抽取样本及在“湿热”情况下进行量度，并省却了除湿的步骤。