选择性催化还原法SCR催化剂在玻璃熔窑烟气脱硝中的应用研究

平板式催化剂以不锈钢网为骨架，采取双侧挤压的方式将活性物质(V₂O₅、MoO₃等)与金属网栅结合成型，节距为6.0～7.0mm，几何比表面积相对较小，具有较强的抗磨损和防堵塞特性，适合于煤质不稳定、含灰量高及灰粘性较强的烟气环境。同样，由于基材使用钢网和钢板作为支撑性材料，不会产生坍塌等严重的环保事件，通用性强，适合于几克到百克灰份。

蜂窝式催化剂属于均质催化剂，以TiO₂、V₂O₅和WO₃为主要成分，催化剂本体全部为催化剂活性材料，因此其表面遭到灰分等磨损后，仍然能够维持原有的催化剂性能。

其特点是单位体积的催化剂几何比表面积大，催化活性相对较高，达到相同效率所用的催化剂体积较小。但由于蜂窝形状夹角较多，易堵灰，仅适合于低灰分、灰粘性小的烟气环境。两种形式催化剂在玻璃行业优劣势对比分析见表3。

表3两种形式催化剂在玻璃行业优劣势对比分析

从表3中可以看出，与蜂窝式催化剂相比，平板式催化剂有如下优劣势：

(1)长条开孔，压损小，抗堵灰能力强。平板式催化剂的节点少，飞灰在催化剂端面不易搭桥，同时平板式催化剂长方形开口，具有弹性结构。由单板组装而成，板与板之间并没有完全固定，在烟气的流通中，板会有微小的颤动，从而使飞灰不易聚集，减少了飞灰对催化剂的堵塞。

蜂窝式催化剂模块是将挤出的蜂窝单体组装固定，为正方形开口，刚性结构。每个单体都牢牢固定，在烟气的流通过程中催化剂不会发生抖动，不仅使飞灰在其端面易搭桥聚集，同时固定的催化剂增加了飞灰与其直接摩擦的几率，使得催化剂的磨损也严重。

在压力损失方面，平板式催化剂也有显著的优势。一般地说，在同一反应器内，平板式催化剂的孔隙率在85%左右，蜂窝式催化剂的孔隙率在70%左右，大孔隙率意味着小的压力损失。

(2)不锈钢栅网做骨架，抗磨损能力强。蜂窝式催化剂以陶土作为催化剂载体，平板式催化剂以不锈钢栅网为载体，烟气中飞灰对催化剂的磨损是不可避免的，而且随着运行时间的增加，对催化剂的磨损也逐渐严重，如果没有相应的措施，会导致催化剂完全损坏。而平板式催化剂内不锈钢栅网可以有效保护催化剂免受烟气中的飞灰对催化剂的进一步磨损，不会对SCR系统的安全运行产生影响。

如图3所示，用于玻璃熔窑烟气脱硝治理的两种催化剂，在同一工艺(烟气+余热锅炉+脱硝+余热锅炉+脱硫+除尘+烟囱)，不同燃料(a为煤制气、b为天然气)和相同传统空气助燃的工况条件下运行近一年的表现。可以看出，虽然平板式催化剂烟气运行条件更苛刻，但在耐磨和抗堵灰性能上，比蜂窝式催化剂有优势。

图3在实际工况条件下，不同SCR催化剂的应用情况

(3)几何比表面积小，体积量相对较多。蜂窝式催化剂比表面积较平板式催化剂大，导致在同等设计条件下所用的平板式催化剂体积量较蜂窝催化剂要多，一般体积量为蜂窝催化剂的1.1～1.2倍，但在玻璃项目催化剂总体积量不大以及平板式催化剂采用大比表面积钛白粉作为原料的情况下，差距越来越小。

5总结

(1)面对玻璃熔窑在生产过程中产生大量氮氧化物等大气污染物，SCR烟气脱硝技术具有脱硝效率高、技术成熟等优点，在平板玻璃烟气脱硝治理上得到了广泛应用。

(2)玻璃熔窑烟气成分复杂，具有NOx浓度高、有粘性等特点。为此，要结合玻璃炉窑运行及烟气特点选择合适的治理技术路线，使污染物排放浓度达标。选择“玻璃熔窑烟气+余热锅炉+电除尘+SCR脱硝+余热锅炉+脱硫+烟囱”技术，具有较优的环境效益，经济合理，可在平板玻璃行业推广使用。

(3)平板式催化剂具有长条开孔，孔隙率高、压损小、抗堵灰及抗磨损能力强等特点，在玻璃行业烟气治理中得到了广泛证明，为业主选择适合的、性价比高的SCR催化剂提供参考和借鉴。

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