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国内外SCR脱硝催化剂应用现状、技术特点及成型工艺分析

北极星环保网来源:现代化工 马英利 高凤雨等2019/12/12 8:58:09我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR脱硝 脱硝催化剂 SCR催化剂

北极星环保网讯:介绍了国内外钒钛系SCR脱硝催化剂的应用现状,阐述了低温锰系SCR脱硝催化剂的研究进展与工程探索情况,总结了商用蜂窝状、板式和波纹式SCR催化剂的成型工艺,并针对不同行业特性提出了脱硝催化剂研究方向。

选择性催化还原技术(ive catalytic reduction,SCR)是控制氮氧化物(NOx)排放的最为关键的技术,广泛应用于热电厂、焚烧厂等工业烟气脱硝,以及柴油机动车尾气净化。

该技术以尿素、氨水或液氨产生的NH3为还原剂,核心是催化活性好、选择性高、机械强度高且运行稳定的脱硝催化剂。

SCR催化剂从最初电力脱硝行业的传统钒钛催化剂的普及应用,到目前应用于钢铁、玻璃等非电行业的低温催化剂的广泛研究,其发展和应用得到突破性进展。传统钒钛催化剂的发展已经相对成熟,但应用范围窄,条件苛刻;低温催化剂存在易中毒、寿命低、工况适用性等问题亟需解决。

SCR催化剂成型工艺是其应用与工业推广的关键所在,我国在传统催化剂成型技术取得全面性普及与推广,但相比国外催化剂的应用效果不佳;近几年低温SCR催化剂的研究工作取得突破性成果,应用和推广有待工程校验。因此,通过深入研究催化剂生产技术和成型工艺,研发经得住实际工程考验的具有自主知识产权催化剂是未来SCR技术发展的重要环节。

1 传统SCR脱硝催化剂发展历程

1.1 国外SCR催化剂的应用

美国Engelhard 公司在1957年首次成功研发SCR 催化剂,由Pt、Rh 和Pb 等贵金属构成,具有很高的催化活性,但造价昂贵、温度区间窄、易中毒,不适于工业应用。日本日立、三菱重工等生产的V2O5(WO3)/TiO2(钒钛系)催化剂较早实现商业化应用。

20世纪七八十年代,日本和欧美相继建造多套脱硝系统,钒钛系SCR 催化剂的商业应用趋于成熟,主要应用于电力行业烟气污染控制。近30年SCR催化剂在研究和应用方面都取得一定进展,具体发展过程如图1。

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发展至今,传统SCR催化剂生产与应用技术已得到普及,但核心技术由国外的几家大型公司掌握,如美国康宁公司、德国鲁奇公司、日本BHK公司等。

1.2 国内SCR催化剂的发展状况

我国环保行业起步较晚,SCR催化剂的应用滞后于西方国家。1999年,大陆首次引入SCR脱硝催化剂用于火电行业的烟气治理,随后10 年不断推广及普及。截至2012年,国内已投运烟气脱硝机组容量为120GW,并且近5年有不断上升的趋势,2016年火电脱硝机组占比高达91.7%(详见表1)。

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“十一五”期间,我国NOx排放总量呈逐年上升趋势,2011年高达2405万t(工业源占71.9%);而《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)的严格执行及SCR脱硝机组满负荷投运,NOx排放总量逐年降低,2017年的排放量已降至1700万t左右。

近年,电力行业SCR催化剂普及率接近饱和,面对日益严峻的环保压力,在电力行业减排能力有限的情况下,非电行业(钢铁、焦化、水泥、玻璃)NOx 减排将成为重点。我国的脱硝市场还将不断扩大,SCR催化剂需求缺口也将扩大。

延伸阅读:

一种低温SCR脱硝催化剂及其制备和应用方法

燃煤电厂灵活调峰宽温差SCR脱硝催化剂以及超低排放技术

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