低温烟气脱硝催化剂适用条件与动力

由图可知，水蒸气的加入显著地抑制了催化剂活性，脱硝活性随水蒸气含量从5%增加到35%而逐渐降低。而且，随着温度从160℃增加到220℃，脱硝活性降低幅度从28%锐减到5%。

这说明反应温度越高，水蒸气对活性的抑制作用越小，且从曲线的变化趋势发现，高温条件下活性的显著降低发生在水蒸气含量大于20%的区域。总之，当温度高于200℃时，在35%的水蒸气含量条件下，60cm长催化剂的脱硝率仍然可以达到85%，满足大部分工业应用的要求，显示出良好的低温应用前景。

图5(b)展示了催化剂抗硫抗水稳定性测试性能。在180℃时，当单独通入SO2时，催化剂活性保持稳定，但再引入15%(体积分数)水蒸气的时候，催化剂活性降低约10个百分点，与图5(a)结果一致。进一步停止通入SO2和H2O时，催化剂活性恢复。此结果表明催化剂在实验室测试条件下，具有一定的抗硫抗水稳定性。

2.3SCR脱硝反应动力学

在相同停留时间(0.2s)、不同反应温度条件下，脱硝率随气速的变化关系如图6所示。

图6相同停留时间下气速对脱硝率的影响

在160~240℃条件下，随着气速增加，脱硝活性有增加趋势，这说明气速的增加有效削弱了气体滞留层厚度，加快了反应过程的传质速率，从而提高了催化剂活性。即在相同空速条件下，高气速有利于脱硝率的增加。

而对于120℃的脱硝率随气速的变化趋势并不明显，这说明在120℃条件下反应速率低，气速增加所带来的气体滞留层的变薄并不足以影响反应物分子扩散对表面催化反应速率。

在恒定温度不同气速条件下，进一步整理计算NO转化率随气体停留时间(标态)的变化趋势如图7所示。

图7不同温度对应的脱硝率随停留时间的变化关系

图示表明，随着停留时间的延长，脱硝活性呈增加趋势;但明显看出低气速条件下(1m/s)的脱硝率明显地偏离高气速2~4m/s的脱硝活性区间，曲线的斜率偏小说明低气速造成气体在孔道中形成滞留层，降低了气体的传质过程，使同等气速下脱硝效率有所降低。

当气速达到2m/s时，气速对脱硝活性的影响变小。在反应温度区间内，脱硝率随接触时间的延长，在低转化率阶段脱硝率呈线性增加趋势，而在高转化率阶段，由于反应物浓度降低，脱硝率增加趋势逐渐缓慢。

选择2~4m/s的脱硝活性数据，依据脱硝表观反应动力学(r=dXconv./dt=K[NO])，可以认为在低转化率阶段NO的浓度变化小，采用0～80%脱硝率范围的数据进行拟合，其斜率代表了速率常数K，得到如图8所示的结果。

图8速率常数拟合

图示表明随着反应温度的升高，拟合曲线的斜率(K)呈增加趋势;且120℃和160℃的线性相关系数明显高于200℃和240℃。由于低温条件下化学反应速率相对较低，在较低的脱硝率及传质阻力一定的情况下，脱硝率与停留时间呈线性关系;而在较高温度下，脱硝率迅速增加且接近平衡转化率，使得线性发生偏离。

延伸阅读：

基于低温SCR脱硝催化剂研究进展

低温烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术在津西钢铁厂的应用