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低温脱硝催化剂的研究现状

北极星环保网来源:基层建设 王旭2020/2/11 10:42:53我要投稿

我国也已陆续引进国外的SCR催化剂生产线,东方工业锅炉集团有限公司2006年收购了 KWH公司的设备及生产技术,在成都成立了东方凯特瑞公司,催化剂年产量4500m3。国电环境保护研究院和国电龙源环保工程公司合作组建了江苏龙源催化剂有限公司,引进了 Catalysts & Chemicals Industry公司的蜂窝式催化剂生产技术,催化剂年产量3000m3。2009年,青岛华拓电力环保有限公司在山东省投资建造了省内第一家SCR催化剂供应商,引进了韩国SK能源株式会的催化剂生产技术。

3.低温脱硝催化剂的运用条件

SCR催化剂因其较高的脱硝效率和较好的催化选择性以及优良的抗中毒能力成为各科研机构的研究热点。为适应复杂的排气环境,满足脱硝设计要求,低温脱硝催化剂应具备以下性能:

(1)较高的脱硝效率

在SCR系统中,气体以较高的速度流经催化剂表面,燃煤电厂SCR系统中空速约为4000 h-1,柴油机SCR系统中空速约为20000 h-1,催化剂与烟气中的NOx接触时间较短,为达到烟气排放标准,催化剂必须具有较高的脱硝效率。

(2)良好的催化选择性

在SCR系统中,烟气由多种气体成分混合组成,燃煤电厂烟气与柴油机尾气中均含有大量的CO2、H2O、O2、N2、SO2和CO在气体与催化剂接触的有限时间内,为避免副反应发生,提高主反应速率,催化剂必须具有良好的催化选择性。

(3)较好的NOx浓度适应性

在SCR系统中,NOx浓度因系统运行工况的不同而复杂多变,燃煤电厂烟气因釆用煤质不同,浓度变化可以达到300-2000ppm,柴油机尾气因釆用柴油品质及负载不同,浓度变化可以达到50-3000 ppm,为保证在较大NOx浓度变化范围内达到排放标准,催化剂必须具有较好的NOx浓度适应性。

(4)低温脱硝温度窗口

在SCR系统中,高温SCR脱硝催化剂活性温度一般高于320℃,然而,燃煤电厂烟气温度一般位150-320℃,如果使用高温SCR脱硝催化剂就需要对烟气进行再加热,为了降低脱硝温度、降低原有锅炉烟气工程改造难度和成本,需要开发低温SCR脱硝催化剂,以满足低温脱硝性能要求。

(5)抗中毒能力

在SCR系统中,复杂的烟气成分会导致催化剂中毒,烟气中的碱金属会破坏催化剂表面的活性酸位,导致催化剂中毒,脱硝效率下降。烟气中的SO2经氧化变为SO3与烟气中的H2O或碱金属化合形成硫酸盐,破坏催化剂表面酸碱性,也会导致催化剂中毒,脱硝效率下降,因此,为使催化剂在实际运行中保持较高的脱硝效率与较长的使用寿命,催化剂必须具有良好的抗中毒能力。催化剂的研究方向,主要围绕着进行选择性催化还原这一主要的用途展开的。

要想完成这一项工作,首先要满足温度和催化剂的效果这两个必要条件,特别是对催化剂的要求,更是不能有丝毫的偏差。以下是几个主要的催化剂研究类型。

3.1金属催化剂

在进行金属催化剂的研究工作时,选用的金属必须要是各种贵金属,要具有很好的化学特性,方便实验的进行,并适应各种应用情况。

例如,在使用金属铂作为研究的对像来制造铂催化剂的制造,该催化剂对一些碳氢化合物具有很好的效果,对于选择性还原NO,可以起到很好的催化效果,有效提高催化活性。使用贵金属催化剂,还可以利用金属普遍具有的耐热性好以及稳定性强的特点,并且贵金属催化剂的使用寿命一般都比较强,可以实现较长时间的保存和使用。

但贵金属催化剂存在着生产成本过高的问题,目前开始转向研究金属氧化物,利用金属氧化物来制造催化剂。

3.2分子筛催化剂

除了金属氧化物催化剂,随着低温脱硝催化剂的研究的不断深入,有更多新型的低温催化剂产品被生产出来。在这其中,分子筛催化剂就是具有代表性的一种产品。这种新型的催化剂,相对于金属催化剂,有着更高的催化活性,所能够适应的温度范围也更加宽广。

虽然这种催化剂的应用前景比较好,就目前而言,还存在着一些使用问题需要进行进一步的研究。有些被投入使用的分子筛催化剂,在使用的过程中,很容易发生硫中毒,在低温条件下,分子的活性会出现显著降低,影响使用的效果。对于分子筛催化剂的研究工作还有很长的一段路要走,需要提高催化剂的抗低温能力,并且要注重减少中毒情况的发生。

延伸阅读:

一种低温SCR脱硝催化剂及其制备和应用方法

燃煤电厂低温脱硝催化剂应用分析

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