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突破技术瓶颈 填补市场空白 华电光大高温SCR催化剂成功解决高温烟气脱硝难题

北极星大气网  来源:华电光大    2021/8/25 9:30:26  我要投稿  

北极星大气网讯:选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是目前应用最广泛的烟气脱硝方法,其核心在于SCR脱硝催化剂,工业上应用最多的是钒钛体系型商业催化剂,然而现阶段长时间在420℃以上稳定运行的催化剂研究领域仍是空白。这是因为在高温条件下常规SCR催化剂容易发生烧结、载体晶型变化等问题而导致催化剂迅速失活,因此对高温烟气进行脱硝,需开发新型耐高温SCR脱硝催化剂

北京华电光大依托华北电力大学及自身强大的科研实力,在常规SCR催化剂的基础上,研发了适用于高温烟气(420℃以上)的高温SCR脱硝催化剂,并对该催化剂进行了改性研究,进一步提高了该催化剂的脱硝性能,通过多个项目的成功应用,证明该催化剂在高温烟气中脱硝效率高,同时对复杂的烟气工况具有良好的适应性。该催化剂具有以下特点:

热稳定性高

首先,常规钒钛体系脱硝催化剂主要载体为锐钛矿型TiO2,锐钛矿型TiO2具有良好的孔结构、比表面积和表面酸性,但锐钛矿型TiO2为亚稳定的TiO2同素异形体,易形成热稳定性较强的金红石型TiO2,导致锐钛矿型TiO2烧结和比表面积减少,通过改良助剂提高了锐钛矿型向金红石型的转化温度,从而提高钒钛体系催化剂的热稳定性。

其次,为了进一步提高高温催化剂的热稳定性,我司为此自主研发了某高温助剂,利用该高温助剂对催化剂改性,经模拟烟气进行脱硝测试表明,添加高温助剂后的脱硝催化剂具有较高的热稳定性。

抗堵灰、抗耐磨性能强

高温催化剂以本公司自主研发的不锈钢网板作为基材,其具有较强的柔韧性,烟气流经时因单体的轻微“抖动”,可实现自动清灰;同时生产工艺上通过采用辊面特殊处理工艺增加辊压力,提高泥料在不锈钢网板上的粘附性能,提高催化剂的致密度,增强了耐磨性能。尤其是在高飞灰、高流速工况下依旧具有良好的化学性能。

SO2/SO3氧化率低

烟气中的SO3与水及NH3反应极易生成硫酸铵盐,吸附烟气中的飞灰粘附在换热元件上,会造成设备的堵塞和腐蚀。硫酸氢铵的生成,最直接原因是烟气中逃逸的氨和SO3直接结合。烟气中SO3的主要来源于两个方面,一是煤质中的硫份燃烧生成SO2;二是烟气经过SCR脱硝催化剂时,活性物质五氧化二钒会导致一部分SO2氧化为SO3。温度越高,氧化率越高。

通过动力学研究发现,SO2氧化过程是慢反应,可以渗透发生在整个催化剂结构中。因此,我司在生产过程中通过基材的选取及成型助剂的优化,严格缩减催化剂壁厚,减少SO2氧化反应空间,从而降低二氧化硫氧化率。

抗中毒能力强

碱金属(Na、K)氧化物或盐随飞灰进入SCR脱硝催化剂区域,不仅会堵塞催化剂孔道,造成物理钝化,还会带来严重的化学中毒失活。

我司通过对催化剂进行理论分析、性能评价和表征,分析催化剂中各元素赋存形态与催化剂性能之间的关系,深入了解催化剂中毒原理,并从减缓催化剂化学中毒和物理中毒方面切入,通过增加催化剂表面酸性、添加抗碱金属助剂等手段提高催化剂抗金属中毒能力。

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