谁能解释一下什么是scr脱硝催化剂,以及我国的现状

   2022-10-04 02:20:03 网络980
核心提示:商业SCR催化剂活性组分为V2O5,载体为锐钛矿型的TiO2、WO3或MoO3作助催剂。SCR催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂

谁能解释一下什么是scr脱硝催化剂,以及我国的现状

商业SCR催化剂活性组分为V2O5,载体为锐钛矿型的TiO2、WO3或MoO3作助催剂。SCR催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小,但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO3与MoO3均可提高催化剂的热稳定性,并能改善V2O5与TiO2之间的电子作用,提高催化剂的活性、选择性和机械强度。除此以外,MoO3还可以增强催化剂的抗As2O3中毒能力。载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用,同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO2作为SCR催化剂的载体,与其他氧化物(如Al2O3、ZrO2)载体相比,TiO2抑制SO2氧化的能力强,能很好的分散表面的钒物种和TiO2的半导体本质。

2.对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1) 活性高为满足国家严格的排放标准,需要达到80%~90%的脱硝率,即要求催化剂有很高的SCR活性; (2) 选择性强还原剂NH3主要是被NO x氧化成N2和H2O,而不是被O2氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率,降低运行成本; (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式,SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损,并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求; (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物,催化剂需要耐毒物的长期侵蚀,长久保持理想的活性; (5) 其他 SCR催化剂对SO2的氧化率低,良好的化学、机械和热稳定性,较大的比表面积和良好的孔结构,压降低、价格低、寿命长。此外,还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。催化剂类型。

3.电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式,蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小,目前占据了80%的市场份额,平板式催化剂比例其次,波纹板最少。安徽康菲尔检测科技有限公司专门检测SCR脱硝催化剂的各项性能指标,您可以去官网看下哦。

SCR脱硝催化剂的重要指标有哪些

在NH3-SCR反应中,工业催化剂一般用使用TiO2作为载体的 V2O5/WO3及MoO3等[wiki]金属[/wiki][wiki]氧化物[/wiki],其它组成结构的催化剂也已做了大量的实验研究,其催化性能不均。Bosch和Jannssen在他们的综述里广泛地报导了众多催化剂SCR催化活性的研究。对于氧化钒类(纯氧化钒或以铝土、硅土、氧化锆、氧化钛为载体)、纯的或担载的铁、[wiki]铜[/wiki]、铬、锰的氧化物均已进行过深入的研究。在沸石的多孔结构中引入过渡金属,构成如X、Y和ZSM-5离子交换沸石,对SCR催化活性具有改善。大部分工业催化剂的载体采用TiO2或沸石等多孔结构,也有研究报导了使用活性[wiki]碳[/wiki]和活性焦作为SCR催化剂的载体,并且在低温下具有较高的SCR活性。

在工业上使用的V2O5-TiO2催化剂,由于在SO2过多时轻易失活,因此对新催化剂的探索一直时催化界的一个研究热点。在催化剂研究过程中,发现金属沸石催化剂Mn-ZSM-5,Fe-ZSM-5对有氧情况下NO与碳氢化合物的反应有效;Fe,Cr,Mn也被提及对NO与CO,CH3,H2的反应有效,除Cu 外,Co2 、Ga3 、Mn2 、Ni2 交换的沸石都表现出相当高的SCR活性。

近年由于Cu催化剂具有很高的NH3还原NOx活性,即使在没有还原剂的条件下也可以分解NOx,同时还表现出优良的烃类选择催化还原NOx的催化活性,引起高度注重。其中Cu-ZSM-5在各种Cu催化剂中性能最为突出,下图为各种载体上铜催化剂和钒类催化剂用NH3选择还原NO的结果,由图可见Cu-ZSM-5催化剂在200~300℃范围内对NO的转化率都几乎达到100%,而且研究表明此类催化剂的活性也最稳定。清华大学宣小平对飞灰进行改性得到的催化剂也表现出了较好的效果,在大大降低催化剂成本的基础上,在250℃-350℃范围内可以达到超过80%的脱硝效率。

脱硝催化剂的选型

一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。我们下面先来说一下活性温度以及几何特性参数。

1、活性温度

催化剂的活性温度范围是最重要的指标。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。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280——420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx降解的副反应如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。

2、几何特性参数

2.1节距/间距

这是催化剂的一个重要指标,通常以P表示。其大小直接影响到催化反应的压降和反应停留时间,同时还会影响催化剂孔道是否会发生堵塞。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为t,则:

P=d+t

对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则:

P=d+t

由于SCR装置一般安装在空预器之前,飞灰浓度可大于15g/m3(干,标态),如果催化剂间隙过小,就会造成飞灰堵塞,从而阻止烟气与催化剂接触,效率下降,磨损加重。一般情况下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式严重些,需要适当地加大孔径。燃煤电站SCR脱硝工程中的蜂窝式催化剂节距一般在6.3——9.2mm之间,同等条件下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些。

2.2比表面积

比表面积是指单位质量催化剂所暴露的总表面积,或用单位体积催化剂所拥有的表面积来表示。由于脱硝反应是一个多相催化反应,且发生在固体催化剂的表面,所以催化剂表面积的大小直接影响到催化活性的高低,将催化剂制成高度分散的多孔颗粒为反应提供了巨大的表面积。蜂窝式催化剂的比表面积比平板式的要大得多,前者一般在427——860m2/m3,后者约为其一半。

2.3孔隙率和比孔体积

孔隙率是催化剂中孔隙体积与整个颗粒体积之比。孔隙率是催化剂结构最直接的一个量化指标,决定了孔径和比表面积的大小。一般催化剂的活性随孔隙率的增大而提高,但机械强度会随之下降。比孔体积则指单位质量催化剂的孔隙体积。

2.4平均孔径和孔径分布

通常所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比表面相比得到的平均孔径。催化剂中的孔径分布很重要,反应物在微孔中扩散时,如果各处孔径分布不同,会表现出差异很大的活性,只有大部分孔径接近平均孔径时,效果最佳。

催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。三种催化剂在燃煤SCR上都拥有业绩,其中板式和蜂窝式较多,波纹板式较少。

催化剂的设计就是要选取一定反应面积的催化剂,以满足在省煤器出口烟气流量、温度、压力、成份条件下达到脱硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的设计要求;在灰分条件多变的环境下,其防堵和防磨损性能是保证SCR设备长期安全和稳定运行的关键。

在防堵灰方面,对于一定的反应器截面,在相同的催化剂节距下,板式催化剂的通流面积最大,一般在85%以上,蜂窝式催化剂次之,流通面积一般在80%左右,波纹板式催化剂的流通面积与蜂窝式催化剂相近。在相同的设计条件下,适当的选取大节距的蜂窝式催化剂,其防堵效果可接近板式催化剂。三种催化剂以结构来看,板式的壁面夹角数量最少,且流通面积最大,最不容易堵灰;蜂窝式的催化剂流通面积一般,但每个催化剂壁面夹角都是90°直角,在恶劣的烟气条件中,容易产生灰分搭桥而引起催化剂的堵塞;波纹板式催化剂流通截面积一般,但其壁面夹角很小而且其数量又相对较多,为三种结构中最容易积灰的版型,但其抗中毒性能及抗二氧化硫氧化性最强。

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